一、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成及工作原理
(1)組成
液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)減速器、回轉(zhuǎn)制動(dòng)器和回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)等組成。
回轉(zhuǎn)支承 回轉(zhuǎn)支承如同大型滾動(dòng)軸承，其外圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，內(nèi)圈用螺栓與底盤連接，內(nèi)、外圈之間設(shè)有滾動(dòng)體。挖掘機(jī)工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的垂直載荷、水平載荷和傾覆力矩均通過轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承的外圈、滾動(dòng)體和內(nèi)圈傳遞給底盤。
回轉(zhuǎn)減速器 回轉(zhuǎn)減速器固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，與回轉(zhuǎn)馬達(dá)輸出軸連接，回轉(zhuǎn)減速器輸出軸上裝有小齒輪，回轉(zhuǎn)支承設(shè)有內(nèi)齒圈。當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在回轉(zhuǎn)減速器輸出軸上的小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)齒圈嚙合，小齒輪在繞自身軸線自轉(zhuǎn)的同時(shí)繞回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈中心軸線公轉(zhuǎn)，小齒輪公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)及上機(jī)工作裝置一起回轉(zhuǎn)。
回轉(zhuǎn)制動(dòng)器 回轉(zhuǎn)制動(dòng)器設(shè)置在回轉(zhuǎn)減速器上，由回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)控制。各種挖掘機(jī)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)各不相同，但原理基本相同。以XE370C型液壓挖掘機(jī)為例，其回轉(zhuǎn)制動(dòng)采用常閉、彈簧夾緊、多片、濕式制動(dòng)器，挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由制動(dòng)器實(shí)施制動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)，液壓系統(tǒng)先導(dǎo)壓力油推動(dòng)制動(dòng)活塞將彈簧壓縮，使制動(dòng)器解除制動(dòng)。
回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng) 以某型挖掘機(jī)為例，其回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)如圖1所示。該挖掘機(jī)設(shè)有P1、P2泵2個(gè)主泵，操縱回轉(zhuǎn)時(shí)P1泵單獨(dú)供油。回轉(zhuǎn)馬達(dá)為斜盤式軸向柱塞馬達(dá)，P1泵輸出的壓力油通過回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)油路驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)馬達(dá)上設(shè)有防反轉(zhuǎn)閥2、回轉(zhuǎn)溢流閥3、補(bǔ)油單向閥4、延時(shí)制動(dòng)閥8，其中延時(shí)制動(dòng)閥8由減壓閥7和換向閥9組成，這些閥組的主要作用是保護(hù)回轉(zhuǎn)油路不過載。 (2)工作原理
當(dāng)操縱挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥輸出的壓力油進(jìn)入回轉(zhuǎn)換向閥1閥芯一側(cè)，推動(dòng)回轉(zhuǎn)換向閥1閥芯移動(dòng)，打開回轉(zhuǎn)換向閥1油路。主泵輸出的壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)換向閥1進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)的工作油路(A、B油口)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)5旋轉(zhuǎn)。
來自回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥的先導(dǎo)壓力油同時(shí)進(jìn)入延時(shí)制動(dòng)閥8的SH油口，SH油口的先導(dǎo)壓力油推動(dòng)延時(shí)制動(dòng)閥的換向閥9閥芯，使先導(dǎo)泵輸出的壓力油(PG油口)進(jìn)入回轉(zhuǎn)制動(dòng)器6活塞室。將制動(dòng)活塞頂起，使制動(dòng)摩擦片分離以解除制動(dòng)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)5方可通過回轉(zhuǎn)減速器10驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)操縱挖掘機(jī)停止回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥閥芯回到中位，先導(dǎo)油卸壓，回轉(zhuǎn)換向閥1閥芯回到中位，回轉(zhuǎn)馬達(dá)5的工作油路(A、B油口)被切斷，而回轉(zhuǎn)馬達(dá)5在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)5原來回油側(cè)壓力升高，該高壓油成為回轉(zhuǎn)馬達(dá)5停止回轉(zhuǎn)的主要制動(dòng)力。當(dāng)壓力達(dá)到回轉(zhuǎn)溢流閥3設(shè)定的壓力時(shí)，回轉(zhuǎn)溢流閥3開啟泄壓，防止回轉(zhuǎn)馬達(dá)回油側(cè)產(chǎn)生過高的壓力，對(duì)回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)起保護(hù)作業(yè)。
回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥回到中位時(shí)，解除回轉(zhuǎn)制動(dòng)的先導(dǎo)壓力油(SH油口壓力)迅速降為零，換向閥9在彈簧力的作用下運(yùn)動(dòng)至圖1所示的位置，解除制動(dòng)的壓力油通過延時(shí)制動(dòng)閥的減壓閥7節(jié)流孔流進(jìn)回轉(zhuǎn)馬達(dá)5殼體，然后流回液壓油箱。制動(dòng)彈簧的彈力通過制動(dòng)活塞施加在摩擦片上實(shí)施制動(dòng)。
二、故障排查二例
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障的現(xiàn)象和原因各不同，排查故障時(shí)應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)分別對(duì)待。
(1)回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)漂移量過大
1臺(tái)工作了8850h的XE370C型液壓挖掘機(jī)，當(dāng)其停止回轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)臺(tái)的漂移量明顯過大，在斜坡上停機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)會(huì)自動(dòng)向下坡方向轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)過程伴有異響。
排查延時(shí)制動(dòng)閥　分析認(rèn)為，如果延時(shí)制動(dòng)閥的減壓閥節(jié)流孔堵塞，就會(huì)導(dǎo)致解除回轉(zhuǎn)制動(dòng)的先導(dǎo)油流回馬達(dá)殼體的時(shí)間延長(zhǎng);如果延時(shí)制動(dòng)閥的換向閥沒有完全復(fù)位，PG油口的先導(dǎo)壓力油就會(huì)只有一部分油液流向回轉(zhuǎn)馬達(dá)殼體。2種情況都會(huì)造成制動(dòng)活塞處于半開啟狀態(tài)，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)漂移過大。拆檢、清洗延時(shí)制動(dòng)閥的減壓閥和換向閥，重新安裝后試機(jī)，故障現(xiàn)象依舊。
排查回轉(zhuǎn)溢流閥和補(bǔ)油單向閥　用2個(gè)量程為60MPa的壓力表分別接在主泵(P1、P2泵)測(cè)壓口，將鏟斗斗齒插入地面，然后操縱挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)處于溢流狀態(tài)，測(cè)得P1泵壓力為23.8MPa(正常為27.5MPa)，該壓力偏低，P2泵壓力為3.5MPa，該壓力正常。這是因?yàn)榛剞D(zhuǎn)是由P1泵單獨(dú)供油，P2泵輸出的壓力油經(jīng)主泵溢流閥回液壓油箱。雖然2個(gè)回轉(zhuǎn)溢流閥和2個(gè)補(bǔ)油單向閥同時(shí)出現(xiàn)故障的概率比較低，為了快速確認(rèn)故障部位，拆檢2個(gè)補(bǔ)油單向閥，更換2個(gè)回轉(zhuǎn)溢流閥，故障仍然沒有排除。
拆檢回轉(zhuǎn)馬達(dá)　在拆解回轉(zhuǎn)馬達(dá)之前，先拆卸回油過濾器，沒有發(fā)現(xiàn)金屬粉末等異常污物。然后拆解回轉(zhuǎn)馬達(dá)，檢查柱塞的滑靴、回程盤、配流盤和缸體等沒有明顯磨損。檢查制動(dòng)活塞、摩擦片、制動(dòng)彈簧沒有明顯損壞現(xiàn)象。當(dāng)拆出回轉(zhuǎn)馬達(dá)主軸時(shí)，發(fā)現(xiàn)主軸滾柱軸承的滾柱表面磨損嚴(yán)重，已呈現(xiàn)麻點(diǎn)狀，如圖2所示。 由此可見，回轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)漂移過大的主要原因是回轉(zhuǎn)馬達(dá)軸承過度磨損，造成回轉(zhuǎn)馬達(dá)主軸和缸體的安裝位置發(fā)生位移，使配流盤與缸體的配合壓緊力減小，回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止時(shí)原來回油一側(cè)無法形成高壓，因而無法形成所需的制動(dòng)力。滾柱軸承的滾柱表面成麻點(diǎn)狀，造成回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生異響。
我們更換了新的軸承，清洗馬達(dá)所有零部件，并對(duì)配油盤和缸體結(jié)合面進(jìn)行研磨，對(duì)回轉(zhuǎn)減速器進(jìn)行清洗并更換新齒輪油，重新組裝后試機(jī)，故障現(xiàn)象消失。
(2)回轉(zhuǎn)時(shí)有異響
1臺(tái)XE260型挖掘機(jī)在工作6700h后進(jìn)行了整機(jī)維護(hù)保養(yǎng)，保養(yǎng)后回轉(zhuǎn)出現(xiàn)刺耳異響。因?yàn)槁曇籼貏e明顯，所以不能過多試機(jī)。
原因分析 雖然按照異響難以判斷故障部位，但是根據(jù)聲音特點(diǎn)，可以斷定液壓系統(tǒng)沒有故障，應(yīng)重點(diǎn)排查機(jī)械傳動(dòng)部分。
若異響是回轉(zhuǎn)減速器內(nèi)發(fā)出，可能是回轉(zhuǎn)減速器行星齒輪或軸承損壞，應(yīng)更換損壞的行星齒輪或軸承，且清除損壞件碎片，清洗干凈后加入新減速器油，才能繼續(xù)使用。
若異響是從回轉(zhuǎn)支承內(nèi)的軌道(包括滾珠)內(nèi)發(fā)出，一般是滾珠或隔離體損壞，將滾道壓壞，應(yīng)分解回轉(zhuǎn)支承檢查、修復(fù)或更換。
若回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈嚙合間隙過大、過小或嚙合處有異物均會(huì)發(fā)出異響，應(yīng)重新安裝或調(diào)整該間隙。對(duì)油池的潤滑脂進(jìn)行清洗更新，對(duì)損壞的部位進(jìn)修復(fù)或者更換。
故障排查　首先拆檢回轉(zhuǎn)減速器。將回轉(zhuǎn)馬達(dá)連同回轉(zhuǎn)減速器從轉(zhuǎn)臺(tái)上拆卸下來，發(fā)現(xiàn)潤滑脂較為清潔。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)潤滑脂含有金屬顆粒物，但回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪沒有損壞。
其次檢查回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈。吊起異響挖掘機(jī)工作裝置前端，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)異響挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)，從轉(zhuǎn)臺(tái)上的回轉(zhuǎn)減速器安裝孔觀察回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈的輪齒，發(fā)現(xiàn)1個(gè)輪齒斷裂，斷裂的輪齒如圖3所示，至此查出異響原因。 Z后徹底清理和檢查。清理回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈、油池和回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪上的潤滑脂，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈輪齒只是部分損傷且不嚴(yán)重，回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈輪齒的嚙合面基本完好，對(duì)正常的傳動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。重新加入新的潤滑脂，安裝回轉(zhuǎn)減速器試機(jī)，挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)正常。
故障總結(jié)　經(jīng)過與相關(guān)人員溝通后得知，在上次保養(yǎng)時(shí)，為了方便快速地更換回轉(zhuǎn)支承齒圈油池內(nèi)的潤滑脂，將回轉(zhuǎn)減速器拆下后更換潤滑脂。當(dāng)重新安裝回轉(zhuǎn)減速器時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)臺(tái)與底盤的位置發(fā)生了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪也發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。維修人員沒有將回轉(zhuǎn)減速器安裝到位，就將其固定螺栓強(qiáng)行緊固，從而導(dǎo)致回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈的輪齒斷裂，斷裂掉的輪齒鐵塊進(jìn)入嚙合面，在回轉(zhuǎn)過程中就發(fā)出刺耳的響聲。
安裝回轉(zhuǎn)減速器正確的方法如下:先借助外力對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行微動(dòng)，使回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈與回轉(zhuǎn)減速器小齒輪嚙合正確，再緊固回轉(zhuǎn)減速器固定螺栓。