履带式液压挖掘机驱动轮连接螺柱断裂分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com履带式液压挖掘机驱动轮连接螵柱断裂分析王正华，刘永杰，王渠，丁跃进(徐州徐工挖掘机械有限公司)摘要：OF绍履带式液压挖掘机驱动轮连接螺栓断裂的原因，其中包括螺栓强度过高、螺栓强度不足、螺栓安装面倾斜、螺栓安装面刚性不足等，对螺栓拧紧力矩进行理论计算和分析，给出拧紧力矩的具体数值，经市场验证表明，分析正确，效果良好。关键词：液压挖掘机；驱动轮；螺栓断裂在履带式液压挖掘机的使用过程中，会出现各1．4螺栓安装面倾斜、不平坦种各样的故障，包括电气故障、液压系统故障和机从表面上看拧紧力矩已到规定值，但是

2、螺栓头械故障等。其中，驱动轮连接螺栓断裂是经常遇到部由于弯曲力效应导致应力集中到头部，这时就会的机械故障。出现螺栓头部断裂的情况。1．5安装面的刚性不足1螺栓断裂的可能原因如果安装面的刚性不足，外力不能均匀分布1．1螺栓的拧紧力矩在单个螺栓上，造成外力集中到某个特定的螺栓螺栓的拧紧力矩是由拧紧螺栓时预紧力引起上，从而导致其断裂。最初的一个螺栓断裂后，高的表面摩擦力决定的，当拧紧力矩过小时，就会出应力循环作用到下一个螺栓上，将连锁地依次断现因螺栓预紧力不足导致摩擦力不足，这时驱动轮裂下去。与减速器的接合面间的摩擦力矩就会无法平衡减

3、从以上几点分析可见，轴向力的降低是导致螺速器的旋转力矩，而导致其中一根螺栓被剪断，紧栓断裂的主要原因。接着其它螺栓也会被剪断；当拧紧力矩过大，超过2螺栓断裂分析螺栓的屈服极限时，这时螺栓会因塑性拉长而失去弹性，同样也会出现因螺栓预紧力不足而导致螺栓某20t级履带式液压挖掘机驱动轮连接螺栓被剪断。出现频繁断裂，如图1所示，图中螺栓断口比较粗1．2螺栓强度过高糙且有凹坑。经过分析，确定是材料拉伸变形后剪硬度高的螺栓因为强度过高不会被拉伸，但也切断裂所致，初步判断螺栓断裂是因为拧紧力矩过会出现因螺栓预紧力不足而导致螺栓被剪断。高硬度螺

4、栓(一般指12．9级)如果没有实施恰当的去除脆性处理的话，螺栓很容易出现早期损坏。据统计，由于螺栓强度过高导致的断裂损坏在实际工作中最多。1．3螺栓强度(硬度)不足当使用正常的拧紧力矩拧紧螺栓时，螺栓会因强度不足而被拉伸，产生塑性变形，这时螺栓的预紧力过小而无法满足使用要求，螺栓也会因预紧力不足而相继被剪断。图1断裂的螺栓一36—学兔兔www.xuetutu.com大，超过了材料的屈服极限，造成螺栓产生永久变(1)nr形，螺栓因塑性拉长而失去弹性，最终导致断裂。式中：厂一考虑摩擦因数的不稳定而引入的可靠3螺栓拧紧力矩理论计算性系

5、数，可取1．2～1．5；行走马达与驱动轮通过普通螺栓组连接并承卜螺栓组所受的驱动力矩，N·m；t——驱动轮与行走马达接触面之间的摩擦受旋转力矩，其工作原理是拧紧螺栓后，靠接合面因数，取值如表1所示；间的摩擦力矩来平衡旋转力矩，假设各螺栓所受n——螺栓数量；预紧力相等，并集中在螺栓中心处。各螺栓所受预紧力为：r一螺栓分布半径，mm。表1预紧连接结合面的摩擦因数值被连接件钢或铸铁件钢结构件表面状态干燥的加工表面l有油的加工表面喷砂处理I涂敷锌漆l轧制、钢刷清理表面fl值0．IO～0．16l0．06～0．IO0．45～0．55l0．4

6、00．50l0．300．35『l预紧力的大小需根据螺栓组受力的大小和连螺栓直径d=16mm，螺栓等级10．9接的工作要求决定。设计时首先要保证所需的预紧螺栓数量n=22力，又不应使连接结构的尺寸过大。一般规定拧紧螺栓分布半径r=220mm后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料屈服极螺距t=2mm限的80％，对于一般连接用钢制螺栓，推荐预紧原始三角形高度：：1．732mm力按下式计算：碳素钢螺栓：=(0．60．7)o-el外螺纹内径dl=d-2x5xh=13．835mm合金钢螺栓：=(O．5～0．6)0-,4式中：_一螺栓材料的屈服

7、极限，MPa；外螺纹中径d2=d一2x}xh=14．701mmA_一螺栓公称应力的截面积，mm2螺纹的计算直径d3=d一=13．546mmAs---}(华)螺纹的公称应力截面积A=}()=d3=等156．668mm式中：d，——外螺纹内径，mm；10．9级螺栓的理论屈服点为=900MPad1——外螺纹中径，mm；推荐预紧力Fl=0．6o'dls=8．46X104N——螺纹的计算直径，mm；取F1．5，／x=0．16代入式(1)计算可得，单个螺栓所受预紧力——螺纹的原始三角形高度，h：￡，mm；66438．533Nt——螺距，mm

8、。单个螺栓所需摩擦力为：Fm=~zF=0．16X66438．533=单个螺栓所需摩擦力为：F(2)l0630N单个螺栓所需拧紧力矩为：To=1．2Fd(3)对于达克罗处理的螺栓，其螺纹当量摩擦因数式中：=1()为0．15～0．2，取=0．16=()=(0．16+