液壓平板車懸掛機構損傷的修復(圖)

一臺德國產GOLDHOFER大型多軸線液壓平板車，其懸掛機構由迴轉支承、懸掛液壓缸以及連杆支架等3部分組成(見圖1)，迴轉支承在轉向液壓缸、拉杆機構的帶動下能夠進行不同角度的旋轉，連杆支架在懸掛液壓缸的驅動下可使平板升降，在行駛過程中懸掛液壓缸能很好的吸收因路面崎嶇不平對平板車產生的衝擊，減輕振動對所載貨物的影響。

1.懸掛機構損傷原因分析

該平板車在運輸大型設備中扮演了重要的角色。由於路面條件差、使用頻率高、負荷大，造成該平板車的懸掛機構的損傷乃至斷裂，主要表現在以下3個方面：

(1)迴轉支承座的變形

由於該平板車長期使用，特別是在運輸大噸位貨物時，支承座受到局部壓力以及往復衝擊力，造成液壓缸安裝座孔向上突起變形，嚴重時導致迴轉支承座圈的安裝平面發生變形。

(2)連杆支架機構發生局部開焊

連杆支架機構屬於鋼結構件，在長期承受交變應力的作用下發生疲勞裂紋。該裂紋主要發生在連杆支架機構的上半部分的各焊接位置以及加固板、筋板的焊接位置。

(3)懸掛液壓缸活塞杆球頭斷裂

斷裂情況發生在該平板車的第一軸或者最後一軸。懸掛液壓缸在車輛行駛過程中承受著扭轉、液壓衝擊力、剪切等複合應力的作用，尤其是當路面凹凸不平時，連杆支架搖臂處的夾角會發生變化，懸掛液壓缸的活塞杆球頭在路面反作用力的橫向分力作用下，造成內部損傷，最終導致球頭頸部發生斷裂。

2.懸掛機構的修復工藝

由於該平板車一套懸掛機構價值數萬美元，若返廠維修，則耗時長、成本高；若自行維修，又缺少相關金屬材料的數據資料以及專業的維修設備，維修難度大。結合以往對於大型工程機械鋼結構的修復工藝，我們摸索出一套針對德國GOLDHOFER平板車懸掛機構的修復工藝，從而降低了該平板車的運行成本，提高了該平板車的完好率。

(1)採用冷校正工藝修復迴轉支承座局部變形

迴轉支承座局部變形後，儘管加熱能使其鋼材暫時降低強度，從而達到校正的目的。但是由於加熱後鋼材內部組織結構發生變化，在沒有熱處理的情況下，鋼材隨室溫冷卻後易產生局部應力，強度降低；且熱校正後在冷卻過程中產生的變形量無法精準控制，因此熱校正方法不適用於迴轉支承座。若使用大型液壓千斤頂、液壓機等設備，在常溫狀態下通過施加反向力恢復結構件原尺寸的冷校正工藝，則可避免在熱校過程中產生的變形和收縮應力。

迴轉支承座的厚度為20 mm，通過校正可以觀察到在100t液壓千斤頂的作用下，當工作壓力達到10MPa時，鋼結構開始發生塑性變形。通過查詢迴轉支承的安裝手冊，該迴轉支承安裝支座配合平面在每100mm範圍內平面偏差應控制在0.12mm以內，支座的最大撓度應控制在0.6mm以內。實踐證明，通過利用冷校正的方法達到了上述技術要求。

(2)採取預熱保溫措施焊接連杆支架

連杆支架存在的裂紋細小，多發生在各筋板的焊接處並延伸至主板材上。仔細分析後認為，這類情況多是由於焊縫的冷卻收縮速度與主材不一致導致。通過焊接試驗，這種情況果然出現了。為了消除焊接收縮應力問題，採取了預熱保溫焊接措施。在焊接前先對主材料加熱至200℃左右，然後進行焊接。焊接過程中還應注意保溫，儘可能在密閉室內進行，嚴禁使用風扇等強制通風設備。焊接後再加熱至200℃左右，然後用保溫材料包裹在焊接處，以減慢冷卻速度。通過以上措施，焊接處沒有產生裂紋。

(3)採用螺紋連接工藝修復活塞杆

懸掛液壓缸活塞杆球頭的斷裂是懸掛機構出現最頻繁的故障，斷裂位置多發生在球頭頸部。根據該液壓油缸的活塞杆為實心圓柱體的特點，採取了將斷裂活塞杆的球頭改為螺紋連接的可拆卸型（見圖2）。

球頭採用40Cr合金結構鋼製作（查詢《機械設計手冊》，其抗拉強度≥980MPa，屈服點785MPa）。採用普通螺紋連接，螺紋的結合圈數為10（大於10易引起螺紋受力不均勻）。經過對該螺紋副的抗擠壓、抗剪切、抗彎曲以及螺杆的強度校核，加工製作的活塞杆可拆卸球頭滿足了平板車使用的技術要求。根據維修後對平板車的跟蹤檢查和比較後發現，採用螺紋連接的球頭在使用壽命上不亞於原件，且大大降低了維修成本，有一定的推廣價值。

3.預防懸掛機構損傷的措施

應加強對平板車的日常檢查和保養，以減少損壞情況的發生。在進行大件運輸前後，應按照平板車的潤滑圖進行潤滑，對液壓支腿進行升降以及旋轉操作，逐個目測迴轉支承上、下平面是否有軸向或者徑向的相對移動，連杆中軸是否有間隙竄動的情況。

應檢查迴轉支承內、外圈是否有軸向的相對移動，若有，則說明支承的螺栓鬆動或迴轉支承磨損過大以及中軸或襯套磨損。用塞尺檢查迴轉支承安裝平面2螺栓中間是否有間隙，若有，則說明支承座變形。拆開活塞杆球頭防塵罩，檢查伸縮或轉動液壓缸可拆卸球頭是否有軸向竄動，若有則說明球頭螺紋有鬆動，需要緊固。

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