挖掘機動臂連接板斷裂后的修復方法

　　1故障現象

       我港口1臺沃爾沃140型挖掘機因作業環境惡劣，造成動臂與斗桿連接的2塊連接板開焊并斷裂，如圖1所示。

　　圖1動臂連接板斷裂情況

       2原因分析

       動臂是挖掘機工作裝置的主要結構件，主要由斗桿缸1、動臂2、油管3、動臂缸4、鏟斗5、斗齒6、側齒7、連桿8、搖桿9、鏟斗10、斗桿11組成，如圖2所示。

　　分析認為，動臂2前端的連接板與斗桿11后端連接，該連接板通過銷軸承受斗桿11、鏟斗5的重力以及鏟斗5內載荷的重力，動臂2作用的挖掘力通過連接板傳遞給斗桿11，因此連接板受力較大，容易出現斷裂故障。

　　3修復方法

       3.1選用板材經化驗得知，該動臂連接板原使用板材材質為進口模鍛30#鋼。我們選擇Q345B鋼的板材及E5015焊條，與30#鋼的板材進行主要化學成分和力學性能對比，以便選用連接板修復用板材，對比結果如表1及表2所示。

　　從表1可知，Q345B鋼的板材與30#鋼的板材相比，Q345B鋼的化學成分中Mn含量有所增加，其淬透性和耐回火性較好，機械加工性能與耐磨耐蝕性能較強;Si含量
所增加，可提升鋼的彈性極限、屈服點及抗拉強度。從表2可知，Q345B鋼的抗拉強度、屈服強度均高于30#鋼，E5015焊條各項數據可滿足焊接要求。通過以上材質的對比分析，我們決定選用Q345B鋼的板材制作連接板。

　　3.2測量相關尺寸測量動臂缸上端銷軸與連接板銷軸的平行度，測量連接板軸孔尺寸，測量連接板后端削薄工藝尺寸。

　　3.3板材下料采用厚度為30mm的Q345B鋼板切割下料，制作2塊連接板。為提高連接板強度、加大受力面積、提高抗疲勞系數，將連接板外圍尺寸均增加10mm即整體寬度增加20mm，將軸孔外徑增加20mm，如圖3所示。

　　3.4機加工使用C6140型車床加工加強法蘭和連接板，組裝定位時使用的假軸，在鏜銑床上加工連接板軸孔。為降低因鋼材板厚度不同引起的應力集中問題，在銑床上將連接板后端削薄工藝，使其后端與動臂平順焊接。連接板后端削薄情況如圖4所示。

　　3.5焊前準備工作使用碳弧氣刨將動臂上殘余的原連接板切除;使用角向砂輪機打磨連接板與動臂組焊部位，直至露出金屬光澤。

　　打磨后的連接板焊接部位如圖5所示。

　　3.6定位加固采用假軸將新制作的2塊連接板進行固定連接，測量動臂缸上端銷軸與新制作連接板上假軸在動臂前端就位時的平行度，待這2個銷軸的平行度調整到符合要求后，將連接板與假軸組合體在動臂前端點焊定位，并在2塊連接板之間焊接多塊角鋼進行防變形加固處理。連接板點焊定位和防變形加固情況如圖6所示。

　　3.7焊接及防腐完成連接板與假軸組合體在動臂前端組裝定位工作后，進行焊縫焊接。焊條采用直徑為3.2mm的E5015型低氫焊條，此種焊條抗裂性能較佳，是這2種鋼材的最佳焊材。

　　使用該種焊條之前需烘干焊條藥皮水分，以防止焊接過程中產生氣孔等焊接缺陷。

　　完成所有焊縫的焊接后，打磨焊道及其兩側金屬，使其露出金屬光澤，然后進行無損超聲探傷檢驗。經檢驗焊縫合格后，進行動臂前端防腐處理。動臂前端防腐處理情況如圖7所示。

　　3.8組裝試機動臂前端完成修復工作后，將斗桿、動臂缸及液壓管路等零部件按照組裝工藝裝復后試機，該挖掘機可正常使用。修復后的挖掘機動臂如圖8所示。

　　4修復效果該挖掘機動臂修復后進行了數月施工生產，經過跟蹤檢查，動臂連接板處無變形、開焊、疲勞等跡象，有效延長了該挖掘機的使用壽命，為我港口生產作業提供了堅實的保障。