一、故障現象
　　我公司的四臺自重32噸級單鋼輪全液壓振動壓路機，相繼購于2010年9月至2011年5月期間，在使用到4500h至5500h時，壓路機只要開啟振動功能8-10分鐘，就會出現水溫高，發動機“開鍋”。其主要原因是鋼輪振動軸承失效（如圖一、圖二），使振動馬達長期處于高負荷狀態。每次更換鋼輪振動軸承的成本在4.7萬左右（其中軸承成本1.1萬×4；維修工時費及服務車輛使用成本3000元左右；延誤工期未計）。更換同型號的鋼輪振動軸承后，使用不到30小時又出現相同的故障。 　　二、故障診斷與分析
　　1、設備起初體現在發動機水溫高，初步對發動機冷卻系統進行全面檢查并未發現異常。
　　2、在對液壓系統進行檢查時發現振動系統壓力異常，振動系統平穩壓力一直處于40Mpa，在正常情況下，該系統標準峰值壓力為42Mpa，平穩壓力22Mpa~28Mpa之間。對液壓泵、液壓馬達、溢流閥、液壓濾芯、比例閥、散熱器等液壓件進行檢查未發現異常。液壓系統壓力過大使液壓油溫度急劇上升，該型設備的液壓油散熱為風冷式，液壓油散熱器與發動機散熱器并在一起，冷卻風扇為吹風式散熱，順序是先冷卻液壓油散熱器再冷卻發動機散熱器，因此液壓油溫度的急劇上升使發動機散熱器受到影響，致使發動機溫度高、開鍋。
　　3、在對液壓系統構件進行檢查未發現異常后，將振動馬達拆除與鋼輪振動偏心機構脫離，操作壓路機開啟振動功能全速行走，檢測發動機及液壓系統溫度正常、各參數正常。因此判斷振動液壓系統壓力過大的原因為鋼輪振動機構引起。
　　4、對鋼輪振動機構進行拆檢，發現以下問題：
　　⑴、四個鋼輪振動軸承內圈不同程度拉傷、軸承保持架曠動或損壞，軸承內圈在偏心塊軸上轉動自如。
　　⑵、兩根偏心塊軸的軸向串動量為5.2mm。
　　⑶、兩根偏心塊軸軸頸不同程度拉傷，測量軸頸尺寸為Φ129.955mm，振動軸承型號為2326EUC1，軸承的游隙為0.01mm~0.06mm，公稱內徑130mm，軸承內圈與軸的配合為間隙配合，配合間隙為0.045mm。 　　5、根據公差配合標準及振動機構工作原理，分析軸承損壞的原因主要為軸承內圈與軸的配合間隙過大、軸向間隙過大、軸承游隙過小所引起的。該機型的振動頻率為26~33Hz，激振力為590KN，發動機額定轉速為2100r/min，設備在開啟振動功能時，鋼輪偏心塊的轉速是（2100×0.93）r/min，即1953r/min，在如此高的轉速下軸承“走內圈”，與軸的高速滑動摩擦必然使該機構溫度急劇上升，再加上軸向間隙達5.2mm，偏心塊的慣性沖擊力加上高溫使軸承精度喪失，機構運轉不平穩，隨著使尺寸、材質發生變化而導致軸承損壞。
　　6、為了進一步檢查軸與軸承內圈的配合在高溫環境下的變化，考慮到鋼材的熱漲可能會由間隙配合變為過盈配合，該機構工作時的正常溫度Z高在85℃左右。做一個實驗如圖四，將軸承內圈安裝在軸上，同時放在水中加溫，待水燒開溫度達到100℃左右（下圖為紅外測溫儀檢測，顯示為103.6℃），軸的溫度達到92℃左右，軸承內圈在軸上仍然能轉動自如。進而證明軸承存在“走內圈”現象。 　　7、振動軸承游隙過小、“走內圈”、偏心塊軸軸向間隙過大，使軸承損壞或失效，振動偏心機構發卡、摩擦力增大，導致了振動馬達長期處于高負荷狀態，使液壓油溫度急劇升高而導致發動機溫度高。因此只要解決鋼輪振動機構存在的問題便可解決液壓系統及發動機高溫現象。
　　三、修復及改進
　　1、鋼輪振動軸承選用技術比較成熟穩定的德國FAG品牌。型號為：NJ2326E.M.AC5，以提高軸承的質量及游隙標準（該型號軸承的游隙標準為0.20mm-0.245mm）。
　　2、偏心塊軸的加工。參照GB/T275-93《滾動軸承與軸和外殼的配合》標準，公差帶代號采用K6，如圖五，即為Φ130k6（+0.003mm~+0.028mm），將軸與軸承內圈改為過盈配合，解決軸承在運動中的“走內圈”現象。
　　3、偏心塊安裝處軸向距為181.5mm，將其改為185.5mm，達到減小該軸軸向串動量的目的。在軸承內圈底部各增加1個墊片，墊片外徑141mm，內徑130mm，厚2mm，經淬火處理。即將該處軸向距增加到185.5mm，如圖五，使軸向串動減少4mm，將軸的軸向串動間隙控制在1.20mm左右。 　　4、潤滑油。原偏心塊室使用的是85W/90GL-5齒輪油，該齒輪油粘度等級115#。我司某品牌10臺進口壓路機相繼購于1998年至2000年，至今使用15年至17年，鋼輪偏心塊室一直使用粘度等級為220#的美孚牌SHC630齒輪油，鋼輪振動軸承沒有損壞過。結合鋼輪振動機構用油對比分析，將該型壓路機偏心塊室潤滑油改用美孚牌SHC630潤滑油，以提高機構的使用壽命。
　　四、維修改進效果
　　對該型壓路機鋼輪振動機構修復改進后，隨即投入到我司望漠至安龍高速公路第十合同段路基場地進行試驗性使用，連續試用一周，每日連續滿負荷使用10小時，每日檢測液壓油溫度及系統壓力、發動機水溫、鋼輪振動軸承座溫度，均處于正常狀態，維修及改進效果良好。

 

（設管司　楊春鎮　龍尚成）