굴삭기의 작동환경의 한계로 인해 작업장치의 볼트, 핀, 배플, 롤러, 차체부속품 등이 쉽게 풀리고, 이로 인해 굴삭기가 오작동하는 원인이 된다. . 오늘은 세이코 메인테넌스 팩토리 편집부에서 여러분의 참고를 위해 Hitachi ZX120의 볼트 풀림 분석 및 수리 방법을 공유하겠습니다.
히타치 ZX120의 볼트 풀림 원인 분석 및 수리 방법
1. 강성
본 글에서 언급하는 강성은 볼트(체결 장치) 강성과 기계 프레임(패스너) 강성에는 두 가지 측면이 있습니다.
(1) 볼트 강성
볼트가 축방향 가변 하중을 받을 때 조임력이 변하지 않는 조건에서 응력 변화 진폭이 작을수록 볼트는 피로 파괴를 겪게 됩니다. 값이 작을수록 연결 신뢰성이 높아집니다. 작업 장력이 변하지 않으면 볼트 강성을 줄여 응력 변화 진폭을 줄일 수 있습니다.
연결된 부품의 강성과 볼트 강성이 변하지 않으면 볼트 강성을 늘려 작업력을 높일 수 있습니다. 사전 조임력 장력은 응력 변화 진폭을 감소시킬 수도 있습니다.
볼트 길이를 적당히 늘리면 볼트 강성이 줄어들 수 있습니다. 예를 들어, 선회 베어링, 균형추, 트랙 가드, 운전실 보호망 등에 긴 볼트를 사용하여 볼트 강성을 줄일 수 있습니다.
(2) 프레임 강성
개스킷을 제거하고 강성이 더 큰 개스킷을 사용하면 프레임(패스너)의 강성을 향상시킬 수 있습니다. 주행 파일럿 밸브가 전환 블록을 사용하여 주행 페달 어셈블리에 연결하는 경우 전환 블록을 볼트로 직접 조일 수 있습니다.
프레임 강성이 작을수록 진동이 가진원(엔진)에서 주변으로 전파될 때 진동이 증폭되기 쉽고, 발생하는 응력 진폭도 커집니다. 반대로, 프레임의 강성이 클수록 기계 전체의 안정성이 좋아지고, 동일한 조건에서 응력 변화 진폭이 작아집니다.
소형굴삭기가 5.5톤급에서 7톤급으로 업그레이드 되면서 엔진, 운전실, 프레임 모두 5.5톤급을 사용하게 되었고, 진동차단 효과도 더 나빠졌고, 기계 전체가 더러워졌습니다. 크기가 커질수록 볼트 풀림이 심해집니다. 충격 흡수 장치를 일방적으로 조정하면 효과가 뚜렷하지 않습니다. 나중에 랙을 강화하여 문제를 해결했습니다.
2. 진동
굴삭기 볼트는 일반적으로 일반 나사산을 사용하며 나사산 상승 각도는 나사산의 자동 잠금 조건을 충족하기 위해 나사산 쌍의 등가 마찰 각도보다 작습니다. 쌍. 볼트를 조인 후 볼트 머리와 너트 지지 표면 사이의 마찰로 인해 풀림 방지 효과도 나타납니다. 그러나 진동, 충격 등 가변 하중을 받는 부품에 볼트를 설치하면 나사산 쌍 사이의 마찰이 즉시 감소하거나 사라질 수 있습니다. 진동과 충격의 다중 왕복 효과 후에 볼트가 느슨해집니다. 굴삭기의 진동 부분에는 엔진에서 발생하는 진동과 굴삭기 작동에 의해 발생하는 진동이 포함됩니다.
(1) 엔진에서 발생하는 진동
엔진에서 기계 전체로 전달되는 진동은 엔진 서스펜션 시스템의 레이아웃 및 충격 흡수 장치의 유형과 관련이 있습니다. 예를 들어 47톤 굴삭기에는 Cummins QSM11 엔진이 장착되어 있습니다. 엔진의 원래 디자인은 3점 지지대를 사용합니다. 즉, 팬 끝에 하나의 지지대가 제공되고 플라이휠 끝에 두 개의 지지대가 제공됩니다. 2,000시간에 걸친 굴착 테스트 동안 기계의 볼트가 심각하게 풀렸습니다. 쇼크 업소버의 축 강성을 조정한 후 축 가속도와 진폭은 개선되었으나 측면 충격 흔들림이 발생하여 팬 가드가 여러 번 떨어져 나가는 현상이 발생했습니다.
이를 위해 엔진의 3점 지지대에서 4점 지지대로 변경되었습니다. 즉, 팬 끝 부분에 어댑터 플레이트를 설치하고 그 가운데가 엔진의 지지대와 연결되었습니다. 자체 브래킷이 있고 두 끝이 충격 흡수 장치 프레임 연결을 통해 기계에 연결되었습니다. 개선 후 테스트를 진행한 결과, 3점 지지대와 비교하여 팬 끝단의 진동 차단율이 약 2배 향상되었으며, 플라이휠 끝단의 진동 차단율도 약간 향상되었습니다.
엔진 쇼크 업소버 고무 경도, 프레임 플레이트 두께, 조임 토크도 진동 차단율에 영향을 미칩니다. 일반적으로 충격 흡수 장치의 축 강성을 줄임으로써 고유 진동 주파수를 줄여 더 나은 진동 차단 효과를 얻을 수 있습니다. 그러나 쇼크 업소버의 축 강성이 너무 감소하면 엔진이 충격을 받을 때 쇼크 업소버와 프레임 플레이트 사이에 틈이 생기고 마찰로 인해 쇼크 업소버가 손상됩니다. 충격 흡수 장치의 반경 방향 강성으로 인해 엔진이 진동합니다.
(2) 작동에 의해 발생하는 진동
굴삭기 작동에 의해 발생하는 진동은 유압시스템의 매칭 및 기계 전체의 안정성과 관련되며, 운전자의 운전습관. 유압 시스템의 영향은 주로 유압 시스템을 열고 닫을 때 발생하는 순간 진동과 기계 전체에 대한 조정 불량으로 인한 충격 진동의 두 가지 측면으로 구분됩니다.
유압 시스템이 열리고 닫힐 때 순간적인 진동이 발생합니다. 유압 시스템은 열리고 닫히는 순간 기계 전체에 진동을 일으킬 수 있습니다.
이러한 진동을 줄이기 위해 고압 오일 회로와 파일럿 오일 회로의 두 가지 측면에서 제어를 수행할 수 있습니다. 붐과 스틱의 고압 오일 라인에 일방향 스로틀 밸브가 추가되어 스틱이 후퇴되고 붐이 하강할 때 오일 리턴 라인을 조절합니다. 오일 회수 배압을 높이면 펌프의 부하가 증가하고 펌프의 변위가 감소하며 속도가 감소합니다. 이 방식은 굴삭기 익스텐션암 등 특수작업장치에 주로 사용된다.
파일럿 오일 라인에 버퍼 밸브를 추가하면 운전자가 비상 정지할 때 굴삭기에 발생하는 진동을 줄일 수 있지만, 정상 작동 중에는 완충 효과가 없습니다. 따라서 버퍼 밸브를 추가하면 작업 효율성을 저하시키지 않으면서 운전자의 조작 편의성을 향상시킬 수 있습니다. 비용을 고려한다면 파티션형 파일럿 일방향 스로틀 밸브의 사용을 고려해보세요. 그러나 이러한 유형의 스로틀 밸브는 작동유의 점도에 크게 영향을 받습니다. 겨울철에 작동유의 점도가 높으면 사용 효과가 떨어집니다.
유압 시스템의 충격 진동 굴삭기 유압 시스템의 조화가 좋지 않으면 굴삭기에 충격 진동이 발생합니다. 굴삭기의 조정력을 향상시키기 위해 메인 밸브 코어의 사양, 우선 밸브 스로틀 구멍의 직경 및 수량, 솔레노이드 밸브를 주로 고려합니다.
굴삭기 유압 시스템에서 발생하는 충격 진동은 전체 기계 구조의 안정성과도 관련이 있습니다. 굴삭기 평형추의 품질과 무게중심 위치를 확인하는 것이 필요합니다. 또한, 작업장치 핀 및 배플볼트의 풀림, 작업장치 유압계통 파이프 클램프 볼트, 서포팅 휠 볼트, 선회 서포트 볼트 등의 문제는 모두 유압계통의 충격 및 진동과 관련되어 있다.
3. 나사 풀림 방지 구조
나사 연결에 일반적으로 사용되는 풀림 방지 방법에는 마찰 풀림 방지, 기계적 풀림 방지 및 풀림 방지를 위한 나선 쌍 파괴 등이 있습니다. . 일반적으로 마찰 잠금은 간단하고 편리하지만 신뢰성이 충분하지 않습니다. 중요한 부품, 특히 굴삭기 내부 검사가 어려운 부품의 나사 연결에는 기계적 잠금 방법을 사용해야 합니다.
(1) 마찰 및 풀림 방지
마찰 및 풀림 방지에는 이중 너트 조임, 스프링 와셔, 자동 잠금 너트 및 기타 방법이 포함됩니다. 더블너트 조임 및 잠금 방식은 구조가 간단하고 안정적인 저속, 고하중 및 기타 고정 연결 상황에 적합합니다. 굴삭기 작업장치의 핀샤프트와 U자형 볼트를 고정하는데 사용할 수 있습니다. 스프링 패드의 탄성이 고르지 않아 볼트가 구부러지기 쉽고 구부러진 볼트는 충격과 진동에 풀리기 쉽습니다. 일부 굴삭기 모델은 초기에 M8, M10, M12 볼트를 사용했는데 모두 스프링 패드와 플랫 패드 풀림 방지 구조를 갖고 있었으며 풀림 방지 효과가 좋지 않았으며 500시간 이내에 많은 볼트가 풀렸습니다. 운영. 나중에 우리는 자체 제작한 대형 개스킷으로 변경하여 더 나은 풀림 방지 효과를 얻었습니다. 확장된 개스킷의 표면은 조립 중 볼트에 굽힘 응력이 가해지는 것을 방지하기 위해 매끄럽고 유해한 균열, 긁힘, 거친 부분 및 굴곡이 없어야 합니다.
자동 잠금 너트는 풀림 방지에 더 안정적이며 반복적인 분해 및 조립 후에도 풀림 방지 성능이 저하되지 않습니다. 이 풀림 방지 방법은 시트 슬라이드 레일의 U자형 손잡이, 라디오 안테나, 조명 등과 같은 작은 크기의 나사 쌍에 사용할 수 있습니다.
(2) 기계적 풀림 방지
엔진 완충기 볼트에는 일반적으로 기계적 풀림 방지가 사용됩니다. 구부러진 브래킷에 너트를 용접하고 브래킷의 구부러진 가장자리에 리미터를 사용하여 풀림을 방지합니다.
(3) 실쌍 풀림 방지 파괴
실쌍을 조이기 전에 실에 실고정 접착제를 바르면 실쌍 풀림 방지 기능이 손상됩니다. 실에 실고정접착제를 바르고 실쌍을 조인 후 실접착제가 굳어 굳어져 실쌍이 풀리는 것을 방지합니다. 나사 고정 접착제는 롤러, 스프로킷, 엔진 마운트, 엔진 충격 흡수 장치, 운전실 바닥 프레임, 운전실 충격 흡수 장치, 균형추, 선회 모터, 주행 모터 및 볼트 선회 베어링과 같은 중요한 부품의 볼트에 사용됩니다.
4. 예비 조임력
(1) 접합 표면은 요구 사항을 충족해야 합니다.
나사 구멍의 정확도는 일반적으로 6H 수준이며 예비 조임력은 체결효과는 패스너와 체결부의 접합면의 마찰계수에 의해 영향을 받습니다. 손상되거나 녹슬은 나사산은 조이기 전에 탭이나 다이(흔히 "잔류물"이라고 함)로 다듬은 다음 세척제를 사용하여 나사 구멍, 볼트 표면 및 접합 표면 내부에 남아 있는 페인트와 얼룩을 청소해야 합니다.
(2) 예압력은 적절해야 합니다.
예압력을 높이면 응력 변화 진폭을 줄일 수 있습니다. 그러나 예압력은 너무 커서는 안 되며 지정된 범위 내에서 제어되어야 합니다. 과도한 예압력으로 인해 볼트 강도가 항복점에 도달하기 때문입니다. 토크 렌치를 사용하여 볼트를 조일 때 볼트가 받는 응력(예비 조임력)은 일반적으로 볼트 항복 강도의 75%입니다. 등급 10.9 볼트 등. 인장 강도는 1000MPa이고 항복 강도는 900MPa이며 예압력은 675MPa입니다.
토크 렌치를 사용할 때 이론적 조임 토크 T와 사전 조임력 F는 다음과 같은 관계를 갖습니다.
T≒0.2Fd
여기서: d는 나사산의 공칭 직경입니다.
또한 조임 토크는 조임 도구의 정확성과도 관련이 있습니다.
소켓 렌치나 일반 렌치를 사용할 때는 토크 렌치를 사용할 때보다 조임 토크를 약간 작게 해야 합니다.
(3) 조임 후 폐기
필요에 따라 볼트를 조일 때 볼트 머리(또는 너트)와 패스너 표면에 색상 표시를 적용해야 합니다. 볼트가 느슨해지면 볼트(또는 너트)의 머리 부분과 패스너 표면의 표시가 다시 일치할 때까지 조이는 방향으로 점차적으로 조일 수 있습니다.
5. 재료
(1) 패스너
패스너에 볼트를 조일 때 조임 볼트의 재질이 다릅니다. 체결 깊이도 강철, 주철, 경합금의 순서에 따라 볼트의 체결 깊이가 점차 증가해야 합니다. 강철에 나사로 고정되는 볼트의 깊이는 나사산의 공칭 직경보다 약간 커야 합니다. 그러나 볼트의 공칭 직경이 12mm 미만이고 나사 체결 상황이 배터리 단자, 파이프 클램프, 와이어 클램프, 라디에이터인 경우. 먼지 스크린 및 바닥 밀봉 판, 나사 고정 침투 깊이는 공칭 직경과 동일할 수 있습니다. 주철 주조 후 매트릭스에 형성된 흑연은 팽창 효과가 있어 주조 부피의 수축을 줄이고 내부 응력을 줄이며 진동 전달을 약화시키며 내진동성 및 진동 흡수 특성이 우수합니다. 예를 들어, 주행 파일럿 밸브의 전환 블록, 엔진 브래킷 및 압축기 브래킷은 주철로 만들어졌으며 고정 볼트는 풀림 방지 효과가 더 좋습니다.
(2) 나사산 시트
나사산 시트의 재료 선택이 특히 중요합니다. 나사 시트의 항복 강도가 너무 작으면 나사 체결 후 볼트가 변형되어 조기 피로 파괴가 발생하고 볼트가 쉽게 풀릴 수 있습니다. 일부 재료의 항복 강도는 판 두께와 관련이 있습니다. 예를 들어 Q235 강철은 판 두께가 두꺼울수록 재료 선택 시 주의해야 합니다. 나사 시트의 인장 강도가 너무 작으면 토크 렌치로 조일 때 나사산이 직접적으로 손상될 수 있습니다. 따라서 Q345B는 일반적으로 키 위치의 나사 시트용 강재로 사용되고, Q235B는 일반 위치의 나사 시트용 강재로 사용됩니다.
(3) 나만의 대형 개스킷 만들기
볼트를 조일 때 사용하는 대형 개스킷은 표준 부품이 아니며 기술 요구 사항이 엄격하기 때문에 직접 제작해야 합니다. 자체 제작 확대 개스킷의 재질은 일반적으로 No. 45 강철이고 경도는 약 HRC39이며 열처리 방법은 담금질 및 중온 템퍼링입니다. 자체 제작한 대형 개스킷은 열처리 후 충분히 단단하지 않으면 변형이 발생할 수 있습니다. 자체 제작한 대형 개스킷의 경도가 HRC38 이상에 도달한 경우 전기화학적 아연도금을 실시할 경우 수소 취화를 방지하기 위해 저온(200°C)에서 6시간 동안 건조시킨 후 실온에서 서서히 냉각시켜야 합니다. 노. 위에서 언급한 풀림 방지 조치를 전체 기계 설계 및 조립 공정에 포괄적으로 적용한 후 사용자는 전체 기계에서 볼트 풀림 문제가 크게 줄어들고 좋은 결과와 경제적 이점을 달성했다고 보고했습니다.