1、損壞情況及原因分析

泰興減速機(jī)：水電十二局廣西桂林思安江工地，一臺(tái)德國(guó)原裝挖掘機(jī)斗容量為5.5m3的RH30E型正鏟突然損壞不能工作。經(jīng)拆機(jī)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(jí)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(bào)廢；行星輪架軸端部被碎齒塊嚴(yán)重?cái)D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(méi)變）；太陽(yáng)輪（中心齒輪）軸頸嚴(yán)重磨損，軸頸均勻縮小0.25mm以上，但無(wú)嚴(yán)重劃傷；太陽(yáng)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?cái)D傷無(wú)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(gè)齒損傷）因?yàn)樾行驱X輪的碎齒擠入而造成殘缺，其中有三四個(gè)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(bào)廢，需更換整個(gè)減速器（原廠家不供應(yīng)單個(gè)零件，只提供減速器總成）。

水電十二局共有2臺(tái)RH30E型正鏟，連續(xù)使用一年左右均出現(xiàn)過(guò)一模一樣的設(shè)備事故，最終結(jié)果都是更換整個(gè)減速器，而思安江工地的這臺(tái)挖掘機(jī)在此之前則已更換過(guò)一次原裝回轉(zhuǎn)減速器，正好用了一年多的時(shí)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(wú)異常聲響，回轉(zhuǎn)動(dòng)作亦正常，異常聲響與回轉(zhuǎn)動(dòng)作異常幾乎是同時(shí)發(fā)生的。拆機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)減速器內(nèi)不缺潤(rùn)滑油且油液較干凈。經(jīng)多次詢問(wèn)幾位挖掘機(jī)操作者，得知操作時(shí)，司機(jī)均有一錯(cuò)誤的操作習(xí)慣：因?yàn)橥诰驒C(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)質(zhì)量大，而挖掘機(jī)的制動(dòng)裝置制動(dòng)力矩又都較小，挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)所需制動(dòng)時(shí)間普遍都較長(zhǎng)，慣性轉(zhuǎn)動(dòng)角度（距離）較大，回轉(zhuǎn)定位不易控制，司機(jī)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(huì)采用反擋操作強(qiáng)行停止挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)動(dòng)作（特別是在搶產(chǎn)量時(shí)這一習(xí)慣動(dòng)作用得更為頻繁），很少采用慣性定位的方法（即挖掘機(jī)鏟斗即將轉(zhuǎn)到工作面時(shí)，提前一定角度（距離）切斷動(dòng)力同時(shí)進(jìn)行制動(dòng)，讓挖掘機(jī)動(dòng)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(shí)間長(zhǎng)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(dòng)給齒輪造成極大的沖擊力，比正常工作時(shí)受到的力要大數(shù)倍，造成回轉(zhuǎn)減速器2級(jí)變速齒輪頻繁過(guò)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(wú)變位的根切齒輪（齒數(shù)14齒），反擋制動(dòng)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(diǎn)。箱體上內(nèi)齒圈上的牙齒殘缺是因?yàn)樾行驱X輪的碎齒塊擠入造成的，斷裂口處也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)老傷痕。這些破壞特征都證明了反擋制動(dòng)是造成回轉(zhuǎn)減速器報(bào)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(guó)廠家同類產(chǎn)品早已更新，該型號(hào)的減速器已停產(chǎn)，需重新定做，報(bào)價(jià)五十萬(wàn)元左右，時(shí)間三到三個(gè)半個(gè)月（空運(yùn)，海運(yùn)則需六個(gè)月左右）。當(dāng)時(shí)思安江大壩填筑正值施工高峰期，工地總共只有4臺(tái)挖掘機(jī)：2臺(tái)斗容量為1m3的CAT320型挖掘機(jī)，1臺(tái)1.6m3的PC400-6型挖掘機(jī)和1臺(tái)5.5m3的RH30E型正鏟挖掘機(jī)。其它3臺(tái)挖掘機(jī)的斗容量加起來(lái)還不及RH30E型挖掘機(jī)斗容量的2/3.這樣大型的設(shè)備停用待修這么長(zhǎng)的時(shí)間將直接影響到整個(gè)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(bǔ)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(shí)飛濺物損傷其表面），然后用數(shù)控加工中心機(jī)床將軸端尺寸加工至原尺寸，并車(chē)出軸用卡簧槽等。

        （2）齒輪通常都采用中碳鋼制作并對(duì)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(jià)低，制造方便，齒表面硬度也較高，但齒的韌性差，齒根過(guò)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(guò)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(shí)采購(gòu)不到進(jìn)口件就用優(yōu)質(zhì)國(guó)產(chǎn)名牌產(chǎn)品代用。

        （4）太陽(yáng)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(yáng)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(gòu)，國(guó)產(chǎn)軸承又無(wú)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(gè)軸承重新利用起來(lái)。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(lái)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(lái)的軸承盤(pán)動(dòng)起來(lái)手感很好，后來(lái)的實(shí)際使用效果也很好。

        （6）對(duì)箱體內(nèi)齒圈的處理首先用鋼鑿將裂開(kāi)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(dòng)角向磨光機(jī)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(dòng)模具磨光機(jī)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(bǔ)斷裂的齒頂，然后再用角向磨光機(jī)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(jí)變速齒輪等，最后加入潤(rùn)滑油。試運(yùn)行效果良好，從決定自行修理到修復(fù)安裝結(jié)束及整機(jī)試用僅花了不足8天的時(shí)間。

        運(yùn)行一周后再拆機(jī)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(duì)2級(jí)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(rùn)滑油，確保油品干凈無(wú)污染。

        挖掘機(jī)使用前對(duì)操作者提出了特別要求，即挖掘機(jī)工作時(shí)鏟斗按額定載荷的80～90裝載石料，嚴(yán)禁超載；做回轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)啟動(dòng)與制動(dòng)不要太猛，嚴(yán)禁反擋制動(dòng)定位等。

        RH30E型挖掘機(jī)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。