“心轴定位”法焊接轮式工程机械后桥壳断裂

轮式工程机械后桥壳有整体式和分段式两种，起着支承并保护主减速器、差速器和半轴，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定并支承各总成重量的作用。在后桥轮边减速器桥壳轴承座外的过渡圆角处，由于应力集中、交变负载和恶劣作业环境的影响，时常会出现整体式后桥壳疲劳断裂的问题。在作业现场受时间、空间和人力、物力等因素的制约，如何快速对断裂后的桥壳进行抢修显得更为重要。一台W4-60型轮胎式挖掘机在开挖平底沟时，就出现后桥壳国，轴承座外过渡圆角处断裂现象，断裂部位如图1所示。现场的作业条件使后方支援车辆无法进入现场拖救，实施抢修，只能就地进行修复，具体作法如下。

　　（1）“移位式”拆卸。
　　要想卸下断裂的后桥总成，只能依靠挖掘机自身的结构和动力。操作手将车身旋转180°，用大臂支撑地面，将车身抬起，拆下固定后桥总成的螺栓；然后收回挖斗油缸，使挖斗逐渐展开，利用前轮使机械渐渐后移，使后桥总成露在车身外，便于拆卸；最后将车身垫稳，将大臂展开，在大臂上挂钢丝绳，把后桥总成吊起，拆下变形的半轴、轮胎、轮边减速器和轴承，准备焊接。这种依靠机械自身结构实施的自救式拆卸，不受作业环境限制，不需任何辅助车辆，只要操作手和一名修理工便可完成，既节省人力又确保了操作的安全性。
　　（2）“心轴式”定位。
　　后桥壳焊接重点是保证焊接后桥壳的同轴度，根据后桥桥壳空心的结构特点，决定采用木制心轴定位。经测量后桥壳断裂分离部分孔径为Φ60mm，于是用圆木加工成直径Φ60.5mm、长300mm心轴，并在中心加工一个通孔，在孔内穿1根Φ12mm的钢筋，钢筋两头各焊一小块挡铁，以保证在焊接完毕后能顺利地把心轴取出。
　　（3）“分层式”焊接。

　　其方法和步骤为：①先清理表面油污及脏物，用柴油清洗断裂部位，再用角向磨光机将断裂处的毛刺磨去，不破坏断裂处的原形，以便于在焊接对接时能够相吻合。②用车床将带有花键的一段轴加工出单边V形坡口，坡口角度为35°。③把心轴打入桥壳，打入深度以心轴外露20mm为宜，如图2。用布或厚纸将花键和安装滚柱轴承的轴承座包好，防止焊渣损坏花键和轴承座。利用2把直角尺分别在上、下、左、右4个方位进行同轴度检查，确认符合要求时，在上、下、左、右4个方位分别点焊，点焊后再进行同轴度检查，以防变形。④根据后桥壳材质为20#铸钢和15mm的厚度，考虑到焊缝与母材强度的匹配，决定采用E5016低氢性焊条进行堆焊。电焊机连接方法为直流反接法，焊接工艺参数见表1。第一层打底焊用直径为3.2mm的焊条，电流稍小；堆焊时用直径为4mm的焊条，电流稍大，以便形成咬边，使桥壳金属与焊条熔敷金属熔合。⑤再次用2把直角尺检查同轴度，确认符合要求后，用气焊火焰将先前点焊的部位切开，用同样的焊条和连接方法进行堆焊。焊接过程中，应不间断地锤击施焊部位，在最后一层堆焊时，电流稍小，使焊缝形成自然过渡，避免出现应力集中。焊接完毕立即用水在远离焊口处对花键部位进行强制冷却，以保证花键部位的硬度。⑥用角向磨光机对焊接部位进行修磨，确保滚柱轴承的装入。

　　修复后通过近2个月的使用，后再未出现类似故障，有效地保证了作业的顺利完成。
　　这种根据轮式工程机械后桥壳中空的特点，采用木制心轴定位焊接修理，较传统修理不仅提高工效10倍以上，而且每台机械较换新件节约费用近万元。