¿Cuáles son las causas y los métodos de reparación de pernos flojos en Hitachi ZX120?

Debido a las limitaciones del entorno operativo de la excavadora, los pernos de sus dispositivos de trabajo, pasadores, deflectores, rodillos, accesorios de la carrocería, etc. son fáciles de aflojar, lo que a su vez provoca un mal funcionamiento de la excavadora. . Hoy, el departamento editorial de Seiko Maintenance Factory compartirá con usted los métodos de análisis y reparación de pernos sueltos en Hitachi ZX120 para su referencia.

Métodos de análisis y reparación de las causas de los pernos flojos en Hitachi ZX120

1 Rigidez

La rigidez mencionada en este artículo incluye la rigidez de los pernos (sujetadores). máquina Hay dos aspectos de la rigidez del marco (sujeción).

(1) Rigidez del perno

Cuando un perno se somete a cargas axiales variables, bajo la condición de que la fuerza de apriete permanezca sin cambios, cuanto menor sea la amplitud del cambio de tensión, más probable es que El perno sufrirá una fractura por fatiga. Cuanto menor sea el valor, mayor será la confiabilidad de la conexión. Cuando la tensión de trabajo permanece sin cambios, la amplitud del cambio de tensión se puede reducir reduciendo la rigidez del perno;

Cuando la rigidez de las partes conectadas y la rigidez del perno permanecen sin cambios, la fuerza de trabajo se puede aumentar aumentando la Fuerza de preapriete La tensión también puede reducir la amplitud del cambio de tensión.

Aumentar moderadamente la longitud del perno puede reducir su rigidez. Por ejemplo, se pueden utilizar pernos largos en cojinetes de giro, contrapesos, protectores de orugas, redes protectoras de cabinas, etc. para reducir la rigidez de los pernos.

(2) Rigidez del marco

La rigidez del marco (sujetadores) se puede mejorar eliminando juntas y utilizando juntas de mayor rigidez. Si la válvula piloto de carrera usa un bloque de transición para conectarse al conjunto del pedal de carrera, el bloque de transición se puede apretar directamente con pernos.

Cuanto menor sea la rigidez del marco, más fácil será amplificar la vibración cuando la vibración se propaga desde la fuente de excitación (motor) a los alrededores, y mayor será la amplitud de la tensión generada. Por el contrario, cuanto mayor sea la rigidez del bastidor, mejor será la estabilidad de toda la máquina y menor será la amplitud del cambio de tensión en las mismas condiciones.

Cuando una excavadora pequeña pasó de una clase de 5,5 toneladas a una de 7 toneladas, su motor, cabina y bastidor utilizaron la clase de 5,5 toneladas. El efecto de aislamiento de vibraciones empeoró y toda la máquina. vibrado A medida que aumenta el tamaño, el aflojamiento del perno se vuelve más severo. Al ajustar unilateralmente el amortiguador, el efecto no es evidente. Posteriormente, el problema se solucionó reforzando la rejilla.

2. Vibración

Los pernos de excavadora generalmente usan roscas ordinarias y el ángulo de elevación de la rosca es menor que el ángulo de fricción equivalente del par de roscas para cumplir con la condición de autobloqueo de la rosca. par. Después de apretar el perno, la fricción entre la cabeza del perno y la superficie de soporte de la tuerca también juega un papel para evitar que se afloje. Sin embargo, cuando se instalan pernos en piezas sujetas a cargas variables, como vibraciones e impactos, la fricción entre los pares de roscas puede disminuir o desaparecer instantáneamente. Después de múltiples efectos alternativos de vibración e impacto, los pernos se aflojarán. La parte de vibración de la excavadora incluye la vibración generada por el motor y la vibración generada por la operación de la excavadora.

(1) Vibración generada por el motor

La vibración transmitida desde el motor a toda la máquina está relacionada con la disposición del sistema de suspensión del motor y el tipo de amortiguador. Por ejemplo, una excavadora de 47 toneladas está equipada con un motor Cummins QSM11. El diseño original del motor utiliza soportes de tres puntos, es decir, se proporciona un soporte en el extremo del ventilador y dos soportes en el extremo del volante. Durante la prueba de excavación de 2.000 horas, los tornillos de la máquina estaban muy flojos. Después de ajustar la rigidez axial del amortiguador, se mejoraron la aceleración y amplitud axial, pero se produjeron oscilaciones de impacto lateral, lo que provocó que la protección del ventilador se cayera varias veces.

Para ello se cambió el soporte de 3 puntos del motor por un soporte de 4 puntos, es decir, se instaló una placa adaptadora en el extremo del ventilador, cuya mitad se conectaba al soporte del motor. Propio soporte, y los dos extremos estaban conectados a la máquina a través de amortiguadores de conexión del marco. Después de la mejora, se realizó una prueba a partir de los datos de la prueba, en comparación con el soporte de 3 puntos, la tasa de aislamiento de vibraciones del extremo del ventilador casi se duplicó y la tasa de aislamiento de vibraciones del extremo del volante también mejoró ligeramente.

La dureza de la goma del amortiguador del motor, el grosor de la placa del bastidor y el par de apriete también afectarán la tasa de aislamiento de vibraciones. Generalmente, la frecuencia de vibración natural se puede reducir reduciendo la rigidez axial del amortiguador para obtener un mejor efecto de aislamiento de vibraciones. Sin embargo, si la rigidez axial del amortiguador se reduce demasiado, cuando el motor sufre un impacto, se producirá un espacio entre el amortiguador y la placa del bastidor, y el amortiguador se dañará debido a la fricción y también afectará al; Rigidez radial del amortiguador que hace que el motor vibre.

(2) Vibración generada por la operación

La vibración generada por la operación de la excavadora está relacionada con la coincidencia del sistema hidráulico y la estabilidad de toda la máquina, y también se ve afectada por la hábitos de operación del conductor. El impacto del sistema hidráulico se divide principalmente en dos aspectos: vibración instantánea cuando el sistema hidráulico se abre y cierra, y vibración de impacto causada por una mala coordinación de toda la máquina.

Vibración instantánea al abrir y cerrar el sistema hidráulico. El sistema hidráulico puede provocar vibraciones en toda la máquina en el momento de abrir y cerrar.

Para reducir esta vibración, el control se puede realizar desde dos aspectos: el circuito de aceite de alta presión y el circuito de aceite piloto. Se agrega una válvula de mariposa unidireccional a la línea de aceite de alta presión de la pluma y al brazo para acelerar la línea de retorno de aceite cuando se retrae la palanca y se baja el brazo. Al aumentar la contrapresión de retorno del aceite, se aumenta la carga de la bomba, se reduce el desplazamiento de la bomba y se reduce la velocidad. Este método se utiliza principalmente en dispositivos de trabajo especiales, como los brazos de extensión de excavadoras.

Agregar una válvula amortiguadora en la línea de aceite piloto puede reducir la vibración causada a la excavadora cuando el conductor realiza una parada de emergencia, pero no tendrá un efecto amortiguador durante el funcionamiento normal. Por lo tanto, agregar una válvula amortiguadora puede mejorar la comodidad operativa del conductor sin reducir la eficiencia del trabajo. Si se considera el costo, considere usar una válvula reguladora unidireccional piloto de tipo partición. Sin embargo, este tipo de válvula de mariposa se ve muy afectada por la viscosidad del aceite hidráulico. Cuando la viscosidad del aceite hidráulico es alta en invierno, el efecto de uso es deficiente.

Vibración de impacto del sistema hidráulico Si la coordinación del sistema hidráulico de la excavadora no es buena, provocará vibraciones de impacto en la excavadora. Para mejorar la coordinación de la excavadora, consideramos principalmente las especificaciones del núcleo de la válvula principal, el diámetro y la cantidad del orificio del acelerador de la válvula prioritaria y la válvula solenoide.

La vibración de impacto generada por el sistema hidráulico de la excavadora también está relacionada con la estabilidad de toda la estructura de la máquina. Es necesario comprobar la calidad y la posición del centro de gravedad del contrapeso de la excavadora. Además, problemas como el aflojamiento de los pasadores y pernos deflectores del dispositivo de trabajo, los pernos de las abrazaderas de tubería del sistema hidráulico del dispositivo de trabajo, los pernos de las ruedas de soporte y los pernos de soporte de giro están todos relacionados con el impacto y la vibración del sistema hidráulico.

3. Estructura antiaflojamiento del hilo

Los métodos antiaflojamiento comúnmente utilizados para conexiones roscadas incluyen: antiaflojamiento por fricción, antiaflojamiento mecánico y destrucción del par de espirales para evitar que se afloje. . En términos generales, el bloqueo por fricción es simple y conveniente, pero no lo suficientemente confiable. Para conexiones roscadas en piezas importantes, especialmente aquellas que son difíciles de inspeccionar dentro de la excavadora, se deben utilizar métodos de bloqueo mecánico.

(1) Fricción y antiaflojamiento

La fricción y antiaflojamiento incluyen métodos como el apriete paralelo de tuercas dobles, arandelas elásticas y tuercas autoblocantes. El método de apriete y bloqueo de doble tuerca tiene una estructura simple y es adecuado para situaciones de conexión estable, de baja velocidad, de carga pesada y otras situaciones de conexión fija. Se puede utilizar para fijar el eje del pasador del dispositivo de trabajo de la excavadora y el perno en forma de U. Debido a la elasticidad desigual de la almohadilla del resorte, los pernos son propensos a doblarse y los pernos doblados son propensos a aflojarse bajo impacto y vibración. Cierto modelo de excavadora usaba pernos M8, M10 y M12 en los primeros días, todos los cuales tenían una almohadilla de resorte y una estructura antiaflojamiento de almohadilla plana. El efecto antiaflojamiento era deficiente y muchos pernos se aflojaban en menos de 500 horas. de operación. Más tarde, cambiamos a juntas agrandadas de fabricación propia, que lograron un mejor efecto antiaflojamiento. La superficie de la junta agrandada debe ser lisa y libre de grietas, rayones, rebabas y dobleces dañinos para evitar tensiones de flexión en los pernos durante el ensamblaje.

Las tuercas autoblocantes son más fiables para evitar que se aflojen. Después de un desmontaje y montaje repetidos, el rendimiento antiaflojamiento no se reducirá. Este método antiaflojamiento se puede utilizar para pares de roscas de menor tamaño, como manijas en forma de U de rieles deslizantes de asientos, antenas de radio, luces, etc.

(2) Antiaflojamiento mecánico

El antiaflojamiento mecánico se utiliza generalmente para los pernos del amortiguador del motor. Suelde la tuerca a un soporte doblado y use el limitador en el borde doblado del soporte para evitar que se afloje.

(3) Destruir el antiaflojamiento del par de hilos

Aplicar pegamento de fijación de hilos en los hilos antes de atornillar el par de hilos está dañando el antiaflojamiento del par de hilos. Después de aplicar pegamento para sujetar hilos en los hilos y apretar el par de hilos, el pegamento para hilos se endurece y solidifica para evitar que el par de hilos se afloje. El pegamento para sujetar roscas se utiliza para pernos en piezas importantes, como rodillos, ruedas dentadas, soportes de motor, amortiguadores de motor, marcos de piso de cabina, amortiguadores de cabina, contrapesos, motores de giro, motores de desplazamiento y cojinetes de giro de pernos.

4. Fuerza de preapriete

(1) La superficie de la junta debe cumplir con los requisitos

La precisión del orificio roscado es generalmente de nivel 6H y la fuerza de preapriete El efecto de sujeción se ve afectado por el coeficiente de fricción de la superficie de unión del sujetador y la pieza sujeta. Las roscas dañadas u oxidadas se deben recortar con un grifo o troquel (comúnmente conocido como "residuo") antes de apretarlas, y luego usar un agente de limpieza para limpiar la pintura y las manchas restantes dentro de los orificios de los tornillos, las superficies de los pernos y las superficies de las juntas.

(2) La fuerza de precarga debe ser apropiada

Aumentar la fuerza de precarga puede reducir la amplitud del cambio de tensión. Sin embargo, la fuerza de precarga no debe ser demasiado grande y debe controlarse dentro del rango especificado. Esto se debe a que una fuerza de precarga excesiva hará que la resistencia del perno alcance el límite elástico. Cuando se utiliza una llave dinamométrica para apretar pernos, la tensión (fuerza de preapriete) que soportan los pernos es generalmente el 75% del límite elástico del perno. Como pernos de grado 10,9. La resistencia a la tracción es de 1000 MPa y el límite elástico es de 900 MPa, luego la fuerza de precarga es de 675 MPa.

Cuando se utiliza una llave dinamométrica, el par de apriete teórico T y la fuerza de preapriete F tienen la siguiente relación:

T≈0.2Fd

Donde: d es el diámetro nominal de la rosca.

Además, el par de apriete también está relacionado con la precisión de la herramienta de sujeción.

Cuando se utiliza una llave de tubo o una llave normal, el par de apriete debe ser ligeramente menor que cuando se utiliza una llave dinamométrica.

(3) Eliminación después de apretar

Cuando el perno se aprieta según sea necesario, se deben aplicar marcas de color en la cabeza del perno (o tuerca) y en la superficie del sujetador. Una vez que el perno está flojo, se puede apretar gradualmente en la dirección de apriete hasta que la cabeza del perno (o tuerca) y la marca en la superficie del sujetador coincidan nuevamente.

5. Materiales

(1) Sujetadores

Cuando los pernos se atornillan en los sujetadores, los materiales de los sujetadores son diferentes Los pernos de apriete El atornillado. La profundidad también es diferente según el orden de los sujetadores (acero, hierro fundido y aleación ligera), la profundidad de atornillado de los pernos debe aumentar gradualmente. La profundidad de los pernos atornillados en el acero debe ser ligeramente mayor que el diámetro nominal de la rosca. Sin embargo, cuando el diámetro nominal del perno es inferior a 12 mm y la situación de atornillado es terminales de batería, abrazaderas de tubería, abrazaderas de alambre, radiador. rejillas antipolvo y placas de sellado inferiores, el atornillado La profundidad de penetración puede ser igual al diámetro nominal. El grafito formado en la matriz después de la fundición del hierro fundido tiene un efecto de expansión, que puede reducir la contracción del volumen de fundición, reducir la tensión interna y también debilitar la transmisión de vibraciones, y tiene buenas propiedades de resistencia a las vibraciones y de absorción de vibraciones. Por ejemplo, el bloque de transición, el soporte del motor y el soporte del compresor en la válvula piloto de desplazamiento están hechos de hierro fundido y los pernos de fijación tienen un mejor efecto antiaflojamiento.

(2) Asiento roscado

La selección del material del asiento roscado es particularmente importante. Cuando el límite elástico del asiento de la rosca es demasiado pequeño, puede provocar que el perno se deforme después de atornillarlo, provocando una falla temprana por fatiga y que el perno se afloje fácilmente. El límite elástico de algunos materiales está relacionado con el espesor de la placa. Por ejemplo, el acero Q235, cuanto más grueso es el espesor de la placa, menor es el límite elástico. Se debe prestar atención al seleccionar los materiales. Si la resistencia a la tracción del asiento de la rosca es demasiado pequeña, las roscas se dañarán directamente al apretarlas con una llave dinamométrica. Por lo tanto, Q345B se usa generalmente como material de acero para el asiento roscado en posiciones clave y Q235B se usa como material de acero para el asiento roscado en posiciones normales.

(3) Haga su propia junta agrandada

La junta agrandada que se utiliza al apretar los pernos no es una pieza estándar y tiene requisitos técnicos estrictos, por lo que solo puede fabricarla usted mismo. El material de las juntas agrandadas de fabricación propia es generalmente acero No. 45, la dureza es de aproximadamente HRC39 y el método de tratamiento térmico es enfriamiento y revenido a temperatura media. Si la junta agrandada hecha por usted mismo no es lo suficientemente dura después del tratamiento térmico, puede causar deformación. Cuando la dureza de la junta ampliada de fabricación propia alcanza más de HRC38, si se va a realizar galvanización electroquímica, es necesario secarla a baja temperatura (200 °C) durante 6 horas para evitar la fragilización por hidrógeno y luego enfriar lentamente en el horno. Después de que se aplicaron integralmente las medidas antiaflojamiento mencionadas anteriormente en todo el proceso de diseño y ensamblaje de la máquina, los usuarios informaron que el problema de los pernos sueltos en toda la máquina se redujo significativamente y se lograron buenos resultados y beneficios económicos.