礦用卡車廂斗樞軸銷外竄原因分析及加固措施

王鵬飛，栗 飛

（神華準格爾能源有限責任公司 設備維修中心，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

630E 卡車從投入至今一直承擔著黑岱溝露天煤礦運輸黃土、巖石、煤炭的任務，裝載和卸載也就成為了規律性動作。在長期的使用過程中，廂斗基孔發生磨損，導致基孔變大，廂斗樞軸銷在基孔內迂回，由于應力的變化，會給另外一端的擋塊1 個切應力，剪斷擋塊固定螺栓，引發廂斗樞軸銷脫落，有時會直接掉入煤堆里面，影響煤質，給司機操作帶來極大困難，因此對630E 卡車廂斗進行加固。

1 樞軸銷連接部位組成

1.1 車架與廂斗

630E 卡車車架是通過鑄造工藝設計制作而成的，是承載設備的關鍵結構，卡車相關的零部件就坐落于其上，是設備的核心部件。

廂斗是將多塊合金鋼材質的鋼板使用焊接技術組合在一起，主要由廂斗大梁、廂斗底板、底板拉筋、側幫、護板、耐磨板（具有高韌性、極佳的折彎性能和焊接性能的特點）組成，其中廂斗大梁是主要的支撐部件；耐磨板附著于廂斗底板上，可以有效避免貨物對于廂斗的磨損，增強廂斗的剛度，提升使用壽命；廂斗大梁的前部設置有2 個舉升缸上部銷安裝基孔，廂斗大梁的后部設置有2 個樞軸銷安裝基孔，用以固定廂斗在運行過程中的位置；護板的作用是避免廂斗內的貨物滑落下來砸壞駕駛室及其甲板，給司機提供一個安全的作業環境；底板拉筋的作用是加強廂斗底板的強度；側幫可以有效避免裝載過程中貨物從側方滑落。

1.2 廂斗樞軸銷

1）樞軸銷的選型。樞軸銷作為連接不同零部件的核心部件，種類繁多，這就要求在使用過程中依據具體的工作狀況進行選型，銷子的強度一定要符合使用要求。630E 卡車廂斗樞軸銷使用的是圓柱銷，并且在銷子的一端開寬度×高度為20 mm×25 mm的鍵槽，以便于樞軸銷卡塊的安裝，防止銷子在徑向和軸向上的位移，實現樞軸銷的定位效果。

2）樞軸銷的熱處理工藝。630E 卡車廂斗樞軸銷使用的45#鋼材質制作而成，45#鋼是中碳結構鋼，冷熱加工性能優異、機械性能較好，因此被廣泛采用。為了提升材料綜合力學性能，樞軸銷選用中碳鋼（含碳量控制在0.30%～0.50%），然后采用調質處理的熱處理工藝，最終得到的組織結構為均勻回火索氏體，強度、硬度、韌性均能夠滿足要求[1]。

2 樞軸銷竄出原因分析

1)車架銅套損壞，造成樞軸銷與車架之間的間隙變大，樞軸銷在車架基孔內迂回，產生切應力，剪斷樞軸銷鎖片固定螺栓，引發樞軸銷脫落。造成銅套損壞的原因主要有：①銅套表面金屬剝落：廂斗樞軸銷與銅套（鑲嵌在車架基孔內）接觸面上將會產生交替變化的應力作用，隨著時間的推移，銅套將會發生局部脫落，嚴重影響樞軸銷的旋轉精度，同時配合零部件會發出異音[2]；②銅套燒傷：如果樞軸銷配合件潤滑不良，將會造成銅套燒傷，集中表現為銅套接觸表面顏色變暗；③塑性變形：銅套與樞軸銷接觸面上出現許多散狀分布的凹坑，這種現象的發生是由于銅套在交變應力的作用下產生塑性變形[3]；④由于樞軸銷被卡在銅套內或潤滑不良所造成銅套的金屬黏附于樞軸銷；⑤由于座圈內落入異物或者潤滑不良所造成銅套滾道嚴重磨損。

2）廂斗樞軸銷固定鎖片螺栓斷裂或丟失。廂斗樞軸銷在軸向和徑向的定位是通過1 個由2 個螺栓固定的鎖片來實現該功能的，一旦螺栓發生斷裂或者松動丟失，就會造成鎖片無法定位，最終引發廂斗樞軸銷發生竄動故障。

3）樞軸銷與車架基孔潤滑不良。樞軸銷組件在正常運行中，樞軸銷與基孔之間處于分離狀態，從而可以有效避免部件磨損，而阻止動靜部件之間摩擦的有效方式就是在它們之間形成1 層油膜。如果樞軸銷組件部位出現潤滑不良現象，那么運動部件將會發生干摩擦，加速了零部件的磨損消耗，降低了配件的使用壽命，無法保證設備正常運行[4]。

4）廂斗基孔磨損變大。630E 卡車由于常年的連續運行，連接部件發生輕微磨損也是在所難免的，如果廂斗基孔磨損變大，那么將會導致樞軸銷在基孔內來回晃蕩，給鎖片固定螺栓施加一個切應力，造成固定螺栓發生斷裂，樞軸銷從車架基孔內竄動，影響設備的安全運行。

5）樞軸銷磨損變細。如果發生樞軸銷磨損變細的現象，那么將會使得樞軸銷與基孔之間的配合間隙變大，造成樞軸銷在車架基孔內的運行軌跡發生變化，也會引起樞軸銷發生竄動現象。

3 整改方案

3.1 鏜 孔

鏜孔具有多方面的功用，除了擴大孔徑、降低表面粗糙度以外，還可以糾正基孔的偏斜程度[5]。將630E卡車廂斗拆卸下來之后，在廂斗底座上鏜1 個φ136 mm 的孔，保證基孔的內壁光滑、平整，以利于襯套的安裝；與此同時，完全拆除車架基孔內的剩余雜物，然后鏜1 個φ134 mm 的孔，保證銅套能夠順利裝配。

3.2 車架基孔內安裝銅套

車架基孔內的銅套所起的作用類似于1 個滑動軸承，損壞的形式主要有軸承安裝部位溫度過高；樞軸銷配合件有噪音。

1）軸承溫度過高。在廂斗基孔內安裝銅套，起的作用類似于軸承，在整個樞軸銷組件運行過程中，難免會產生摩擦生熱，可通過用手感觸來判斷溫度的高低。造成軸承連接部位溫度過高的原因主要有：潤滑油脂粘度過高；機構裝配過緊（間隙不足）；銅套在樞軸銷上轉動；負荷過大；銅套碎裂；樞軸銷磨損嚴重，圓柱表面過于粗糙。

2）樞軸銷配合件有噪音。一旦樞軸銷組件工作過程中有異響或者噪音過大，則說明基孔銅套損壞。如果銅套與樞軸銷之間存在磨損，將會破壞車架基孔與樞軸銷之間的配合關系，導致軸線偏離了正確的位置，在運行過程中產生異響。當銅套使用時間過長，產生疲勞時，其表面金屬剝落，也會使配合件徑向間隙增大產生異響。

車架基孔內的銅套在工作過程中相當于1 個軸承，與樞軸銷存在相對運動的狀態，在潤滑脂的作用下間隙內存在1 層薄薄的油膜，可以減少零部件由于摩擦而造成的損壞，延長配件的使用壽命，降低企業的成本[6]。

樞軸銷配合件功用是多方面的，而且還具有結構靈活、方便維修的優點，因此應用廣發。在運動部件中，由于長期摩擦會造成部件磨損，這時采用銅軸套組件效果明顯[7]。

630E 卡車原車所帶的銅套由于使用年限較長的緣故，極易造成磨損嚴重或者直接損壞的現象，因此需要設計制作4 個（每側車架安裝2 個銅套）長度為120 mm、內徑為φ120 mm、外徑為φ134 mm 的銅套（其與車架基孔為過盈配合），然后使用液氮分別將其從車架基孔的兩側向內安裝到位，2 個銅套不能夠完全對接在一起（中間間隙有油道），從而有效地保證潤滑脂能夠進入到連接部位。

3.3 廂斗樞軸孔內添加襯套

使用45#鋼設計制作1 個內徑為φ120 mm、外徑為φ136 mm 的鋼質襯套（與廂斗底座基孔為過盈配合），然后使用液氮將其安裝到廂斗基孔內，最后使用焊接技術將襯套與廂斗基孔的內外2 個接觸面連接在一起，避免襯套脫落。

由于襯套使用起來比較方便，安裝簡單，因此被廣泛使用，對設備主機架起到良好的保護作用，避免設備部件由于維護不到位而帶來的磨損、振動以及噪聲的產生，同時還可以避免主機架產生銹蝕。

襯套在日常工作中能夠起到多大的作用與其應用環境有著密切的關系。在軸承的應用環境條件下，安裝一個襯套可以有效避免樞軸銷與車架基孔發生直接接觸，阻斷磨損產生的條件，從而避免了樞軸銷因磨損變細或者基孔由于磨損而變大的現象，保證了樞軸銷組件的配合精度。

3.4 焊接樞軸銷軸向限位塊與焊接防擺塊

在廂斗基孔內側焊接2 個螺栓，將定位擋塊固定在摘絲上，既可以避免廂斗樞軸銷向排煙管側竄動，也可避免襯套向外躥出，防止廂斗樞軸銷脫落。

630E 卡車由于投入使用時間較長，各個連接部位的配合間隙難免會發生偏差，而樞軸銷鎖片固定螺栓位置受到的應力較為復雜，一旦有切應力的存在，將會導致螺栓發生疲勞斷裂，造成樞軸銷竄動故障。因此，決定在樞軸銷鎖片上端焊接1 個防擺塊，可以有效克服切應力作用，避免樞軸銷竄動脫落事故的發生。

3.5 加強潤滑

630E 卡車廂斗兩側樞軸銷的潤滑方式是通過自動潤滑系統提供動力潤滑脂，由橡膠軟管輸送到該潤滑點，膠管的布置位置通過兩側排煙箱（高溫部位），極易發生油管發生龜裂，導致潤滑脂從破損處滲漏，潤滑效果達不到預期；同時控制潤滑點的注油器油位調節螺釘擰的過緊也會造成螺釘卡死注油器內部彈簧的工作行程，導致注油器工作失效，引發指定部位潤滑不良。這時，就要求將廂斗兩側樞軸銷的潤滑作為日常檢查重點，如有異常，及時更換潤滑油管或者調解注油器的工作行程，已達到預期的潤滑效果[8]。與此同時，卡車每個周期的保養過程中，也要使用專用的移動式氣動林肯泵對重點部位進行徹底地注油，避免連接件發生干摩擦，提高配件的使用壽命。

3.6 正確添加樞軸銷調整墊

630E 卡車廂斗樞軸銷調整墊的作用是保證樞軸銷安裝完成后，車架與廂斗底座之間有1 個合適的間隙，進而使得卡車舉升限位擋片與限位電磁閥處于正常工作間距范圍，保證設備的舉升限位有效，避免拔缸事故的發生；如果樞軸銷調整墊丟失或者磨損嚴重，將會造成廂斗在運行過程中，沿著樞軸銷作軸向移動，無形之中給樞軸銷鎖片施加了1 個外加應力，加速了樞軸銷的竄動故障發生；同時，樞軸銷調整墊還可以有效避免車架與廂斗底座之間發生直接接觸，減小了2 個標準件的磨損，延長了配件（尤其是樞軸銷銅套）的使用壽命。

3.7 樞軸銷鎖片固定螺栓使用標準扭矩

630E 卡車廂斗樞軸銷是通過安放于樞軸銷鍵槽內的鎖片來實現定位的，鎖片通過2 個螺栓固定，其標準扭矩為1 017 N·m，在日常檢修過程中使用扭力扳手將其鎖緊至標準數值。

4 結語

從630E 卡車廂斗的結構入手，分析了造成樞軸銷外竄的原因，采取了整改措施，保證樞軸銷組件有一個良好的工作條件，有效預防了該類故障的發生，從而降低了維修人員的工作強度，節約了大量的成本，同時也相應地提高了設備的出動率，有效地遏制了事故隱患，減少了維修人員的工作量，為設備的安全平穩運行打下了堅實的基礎。