1、損壞情況及原因分析

水電十二局廣西桂林思安江工地，一臺德國原裝挖掘機斗容量為5.5m3的RH30E型正鏟突然損壞不能工作。經(jīng)拆機檢查，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)減速器內(nèi)有大量斷齒塊及鐵屑，行星減速器第2級變速裝置已嚴(yán)重?fù)p壞：4只行星齒輪牙齒大部份被打掉（牙齒從齒根斷裂較多，一小部份是碎齒塊擠傷的）；4只行星齒輪球面滾子軸承由于碎齒鉆進(jìn)軸承內(nèi)造成損壞報廢；行星輪架軸端部被碎齒塊嚴(yán)重擠傷（但輪架整體未變形，輪架上行星輪軸中心距未變，軸頸處表面光潔度及外徑尺寸也沒變）；太陽輪（中心齒輪）軸頸嚴(yán)重磨損，軸頸均勻縮小0.25mm以上，但無嚴(yán)重劃傷；太陽輪輸出端軸頸處向心滾子軸承有近五分之一的滾子嚴(yán)重擠傷無法再使用（但軸承內(nèi)外滾道基本未受到什么損傷）；箱體上內(nèi)齒圈有近十分之一的牙齒（約九到十個齒損傷）因為行星齒輪的碎齒擠入而造成殘缺，其中有三四個損壞的齒是連在一起的。在靠近齒圈的一端，從齒的端面接近齒根向齒頂方向斜向斷裂，斷齒成三角形的較多，損壞最嚴(yán)重的齒其剩余較完整的齒厚占正常齒厚的三分之二左右。檢查結(jié)果是回轉(zhuǎn)減速器報廢，需更換整個減速器（原廠家不供應(yīng)單個零件，只提供減速器總成）.水電十二局共有2臺RH30E型正鏟，連續(xù)使用一年左右均出現(xiàn)過一模一樣的設(shè)備事故，最終結(jié)果都是更換整個減速器，而思安江工地的這臺挖掘機在此之前則已更換過一次原裝回轉(zhuǎn)減速器，正好用了一年多的時間又出了同樣的事故。兩次回轉(zhuǎn)減速器事故發(fā)生前均無異常聲響，回轉(zhuǎn)動作亦正常，異常聲響與回轉(zhuǎn)動作異常幾乎是同時發(fā)生的。拆機檢查，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)減速器內(nèi)不缺潤滑油且油液較干凈。經(jīng)多次詢問幾位挖掘機操作者，得知操作時，司機均有一錯誤的操作習(xí)慣：因為挖掘機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)質(zhì)量大，而挖掘機的制動裝置制動力矩又都較小，挖掘機回轉(zhuǎn)制動時所需制動時間普遍都較長，慣性轉(zhuǎn)動角度（距離）較大，回轉(zhuǎn)定位不易控制，司機為了快速和準(zhǔn)確地將挖斗轉(zhuǎn)到工作面上定位一般都會采用反擋操作強行停止挖掘機回轉(zhuǎn)動作（特別是在搶產(chǎn)量時這一習(xí)慣動作用得更為頻繁），很少采用慣性定位的方法（即挖掘機鏟斗即將轉(zhuǎn)到工作面時，提前一定角度（距離）切斷動力同時進(jìn)行制動，讓挖掘機動臂，斗桿，鏟斗等依靠慣性轉(zhuǎn)到工作面上。這種方法回轉(zhuǎn)定位時間長且定位不太準(zhǔn)確，不易控制）。為此我們判定事故的直接原因是，反擋制動給齒輪造成極大的沖擊力，比正常工作時受到的力要大數(shù)倍，造成回轉(zhuǎn)減速器2級變速齒輪頻繁過載，嚴(yán)重地縮短了回轉(zhuǎn)減速器的使用壽命。加上4只行星齒輪為標(biāo)準(zhǔn)20°壓力角無變位的根切齒輪（齒數(shù)14齒），反擋制動產(chǎn)生的沖擊力極易造成齒輪的齒根斷裂。4只行星齒輪的損壞絕大部份是齒根斷裂也證明了這一點。箱體上內(nèi)齒圈上的牙齒殘缺是因為行星齒輪的碎齒塊擠入造成的，斷裂口處也沒有發(fā)現(xiàn)老傷痕。這些破壞特征都證明了反擋制動是造成回轉(zhuǎn)減速器報廢最直接也是最根本的原因。

2、修復(fù)方法及效果

由于原德國廠家同類產(chǎn)品早已更新，該型號的減速器已停產(chǎn)，需重新定做，報價五十萬元左右，時間三到三個半個月（空運，海運則需六個月左右）。當(dāng)時思安江大壩填筑正值施工高峰期，工地總共只有4臺挖掘機：2臺斗容量為1m3的CAT320型挖掘機，1臺1.6m3的PC400-6型挖掘機和1臺5.5m3的RH30E型正鏟挖掘機。其它3臺挖掘機的斗容量加起來還不及RH30E型挖掘機斗容量的2/3.這樣大型的設(shè)備停用待修這么長的時間將直接影響到整個大壩填筑的施工進(jìn)度。為此我們決定自行修理。

（1）行星輪架軸損傷的軸端部用電焊補好（焊前首先用石棉布將行星輪架軸頸等處保護(hù)好，防止焊接時飛濺物損傷其表面），然后用數(shù)控加工中心機床將軸端尺寸加工至原尺寸，并車出軸用卡簧槽等。

（2）齒輪通常都采用中碳鋼制作并對齒表面進(jìn)行高頻淬火處理以提高齒輪的耐磨性。這種齒輪造價低，制造方便，齒表面硬度也較高，但齒的韌性差，齒根過載后易斷裂。故這次行星齒輪材料決定改用優(yōu)質(zhì)合金滲碳鋼。加工好的齒輪的齒表面最后進(jìn)行碳，氮共滲及淬火處理，熱處理后的齒輪表面再進(jìn)行表面噴鋼丸處理以消除部分表面應(yīng)力，減少斷裂傾向，并可提高齒表面硬度和使用壽命。這樣加工處理好的齒輪外表面硬度高但芯部韌性好，可有效地防止齒輪因過載產(chǎn)生脆性斷裂，大大提高齒輪使用壽命。

（3）行星齒輪球面滾子軸承一時采購不到進(jìn)口件就用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)名牌產(chǎn)品代用。

（4）太陽輪（中心齒輪）軸頸縮小0.25mm處用電鍍的方法進(jìn)行修復(fù)，然后用外圓磨床將軸頸磨至原尺寸。

（5）太陽輪軸頸處的向心圓柱滾子軸承為特殊型，進(jìn)口件難以采購，國產(chǎn)軸承又無法代用。為此，我們決定用自制的滾子代替損壞的滾子，將損壞的這個軸承重新利用起來。具體的方法是：用制作滲碳鋼齒輪的方法做出滾子，滾子的外表面用外圓磨床將滾子磨至舊滾子外徑尺寸。然后將新滾子均勻且有間隔地與舊滾子搭配起來裝在軸承滾道內(nèi)（即每裝幾只舊滾子再裝1只自制的新滾子，以此類推）。這樣組裝起來的軸承盤動起來手感很好，后來的實際使用效果也很好。

（6）對箱體內(nèi)齒圈的處理首先用鋼鑿將裂開但尚未脫離齒圈的小碎齒塊（屑）全部鑿下，仔細(xì)清理干凈，再用手提電動角向磨光機打磨斷口并倒角以盡量減少斷齒破損面上可能產(chǎn)生的碎鐵屑的掉下量；用手提電動模具磨光機非常仔細(xì)地修磨因碎齒塊擠入而受損的齒表面，保證其表面與行星輪有良好的接觸面。最后所有齒面用砂布打磨光滑。有條件的話，這里更好的方法是，用適當(dāng)?shù)暮笚l堆焊修補斷裂的齒頂，然后再用角向磨光機打磨，修磨，修正齒形以保證內(nèi)齒圈與行星輪的嚙合平穩(wěn)。

回轉(zhuǎn)減速器安裝前應(yīng)先將箱體內(nèi)的小鐵塊，鐵屑仔細(xì)清理干凈，然后順序安裝1，2級變速齒輪等，最后加入潤滑油。試運行效果良好，從決定自行修理到修復(fù)安裝結(jié)束及整機試用僅花了不足8天的時間。

運行一周后再拆機仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)減速器內(nèi)僅有2粒綠豆大小的斷齒塊和極少量的鐵屑。重新安裝前再次對2級齒輪箱體上的外齒圈的斷齒進(jìn)行了清理打磨等。減速器安裝后再次更換潤滑油，確保油品干凈無污染。

挖掘機使用前對操作者提出了特別要求，即挖掘機工作時鏟斗按額定載荷的80～90裝載石料，嚴(yán)禁超載；做回轉(zhuǎn)動作時啟動與制動不要太猛，嚴(yán)禁反擋制動定位等。

RH30E型挖掘機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)修復(fù)后又使用了一年多，直到思安江大壩澆筑完畢該回轉(zhuǎn)減速器仍性能良好。