矿用车A型架关节轴承破损研究及改进

王铜 方春刚

摘要：矿用车司机在生产运输过程中，曾发生自动变速箱档位增减转化瞬间，车辆后部发出金属撞击声音，严重影响设备运行。技术人员故障诊断确认是A型架关节轴承破损后间隙大产生的声音，通过研究和改进恢复设备性能来满足企业高质量快速发展。

关键词：关节轴承破损;零件失效研究;磨损轴孔改进

矿用车是国内外企业运输物料的重要工程机械，设备的完好率直接影响企业的效益。矿用车A型架是连接车辆后桥和车架的关键固定部件，它的性能直接影响车辆的运转，间接影响到后传动轴、变速箱、后桥等总成件的使用寿命。A型架总成由A型架、关节轴承、左右护圈、销轴、涨套、隔环、A型架固定支座和固定螺栓等组成，每个零件的损坏或者失效，均能造成设备无法运行。

1 A型架关节轴承破损

A型架底座用螺栓固定矿用车后桥壳上，A型架前端用销轴连接后螺栓固定安装在车架扭力筒上（见图一）。由于露天矿山采场内道路弯曲且凸凹不平，司机驾驶车辆操作不当，车辆下坡时频繁使用脚制动来控制车速引起零部件冲击而磨损。矿用车的自重和额定载重量都是在几十吨到上百吨，车辆频繁刹车A型架关节轴承受到的冲击力。车辆日常维护中的疏漏未及时巡检、定修确认轴承性能和润滑管理不到位，造成A型架关节轴承孔座磨损失圆度达5-10毫米。

技术人员多年的点检经验表明：检查设备时，发现固定后桥A型架前端与车架扭力筒之间有撞击后变亮的凹槽（见图二），就证明A型架关节轴承孔磨损失圆、销轴限位的两个固定支座轴孔磨损变形或者关节轴承失效，需立即停车分解检修恢复设备原始性能，否则固定后桥和车架的A型架因其零部件损坏冲击力增大后易造成后传动轴脱落事故。

2 零件失效研究

关节轴承（spherical plain bearing）具有两个“贴合”的球形接触表面，这种接触称为协调接触。关节轴承的结构比滚动轴承简单，其主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成，运动时可以在任意角度旋轉摆动。关节轴承具有载荷能力大，抗冲击，抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好等特点。

关节轴承的装卸应遵循以下原则，即装配和拆卸所施加的力不能直接通过球形滑动面进行传递。另外，应使用辅助装卸工具，如套筒、拆卸器等，把外界所施加的装卸力直接和均匀地施于所配合的套圈上，或用加热等辅助方法进行无载荷的装卸。

2.1 关节轴承失效

矿用车很多总成件的连接部位装配有关节轴承，例如A型架、后悬挂缸、后桥连杆和转向拉杠等部位。关节轴承使用周期短，大部分有以下几个原因造成。

1、采购到货的关节轴承质量不好（运行1天轴承外圈就破损）、型号不正确（内外径尺寸正确，厚度薄，为了保出车采取两端加调节垫来组装）。

2、轴孔座磨损失圆度达5-10毫米，轴承外圈受到外力撞击破损。

3、修理工安装轴承时，用大锤直接敲打轴承外圈或者内圈，特别是外圈受外力不均时裂纹含在轴承座中，造成轴承外圈短时间就破损。

4、关节轴承内圈的外球面上镶有复合材料，故该轴承在工作中可产生自润滑。但是长时间不手工涂抹润滑脂或者自动润滑不工作，造成关节轴承长时间无润滑状态下工作，外球面上镶有复合材料磨损脱落就会造成轴承内圈和外圈磨损加剧产生间隙。

5、左右护圈上固定螺栓紧固后未焊接做防松处理，造成固定螺栓松动，关节轴承无轴向定位窜动而破损。

6、A型架关节轴承破损，容易造成变速箱增减档位过程中有冲击声，司机认为变速箱内部出现故障。还曾发生过A型架销轴固定螺母脱落，销轴分离，A型架前端掉下砸掉后传动轴事故。

3 磨损轴孔改进

为了攻克A型架关节轴承孔座磨损失圆难题，本钢矿山成立技改攻关组。通过研究A型架的构造、金属材料等特性后采用：焊工长肉填补磨损部位，技术人员采用手工技术打磨或者机械设备镗孔两种修复工艺，解决了企业A型架等类零件轴孔座磨损失圆，检修现场无备品更换快速恢复设备运行降成本增效益的最佳途径。

3.1 手工技术加工

手工技术加工A型架关节轴承失圆孔座，A型架分解落地车上就可以快速修复，能保证夜间车辆投产运行。

首先，车工加工A型架法兰内径?160毫米作为基准法兰。焊工技师用四根螺栓把基准法兰固定在A型架上，确定修复轴孔的中心位置和同心度;其次，焊工用707焊条均匀填补失圆部位，堆焊物高出基准法兰轴孔面0.50毫米;最后，焊工用购买的东成S1J-FF-25型电动直磨机手工打磨轴孔。焊工边打磨、边用工艺轴测试同轴度，保证轴向间隙。

3.2 机械镗孔加工

机械镗孔加工A型架关节轴承失圆孔座，A型架和后桥总成需要整体从车辆上分解落地，拆下A型架按照手工技术加工前两部进行。第三，把A型架焊接固定在铁板上，镗孔设备同加工孔找正中心位置，就可以精加工处理。每次控制加工量、测量孔径尺寸。A型架车下镗孔加工，车辆第二天才能投产运行。

开发基准法兰、堆焊填补座孔、电磨手工处理、工艺轴校正同轴度等手工技术应用。虽然对焊工的技术水平要求高，同时该工艺方法攻克了小空间矿山设备轴孔失效无法修复的技术问题，为企业带来了可观的经济效益。

参考文献

[1] 方春刚，张书宁.矿用车A型架轴孔座失圆的技术改进[J].矿用汽车，2018（3）：33-34.

[2] 杨绍波.某型号矿用自卸车A型架优化分析[J].内燃机与配件，2019（19）：22-25.