汽车起重机转台异响故障诊断范文

《机械杂志》2014年第六期

1故障现象及原因分析

1.1故障现象出厂实验中某款汽车起重机在中长臂超载10%工况下出现回转异响情况，故障率高达40%，疑为结构件开裂，存在重大安全隐患，需迅速检修并排除故障。

1.2故障原因分析从声音的来源看，凭经验感官判断以下三个位置（部件）存在异响的可能：（1）转台焊接体内部腔体；（2）回转支承内部；（3）车架回转支承连接处下腔体。由于具体位置不能确定，需要用专用仪器进行测量，需对各个怀疑部件逐个分析排查，打算从“人机料法环”等要素入手，找到故障的根源，在生产中及时消除隐患。“人机料法环”是对全面质量管理理论中的五个影响产品质量的主要因素的简称。人，指制造产品的人员；机，指制造产品所用的设备；料，指制造产品所使用的原材料；法，指制造产品所使用的方法；环，指产品制造过程中所处的环境。大凡想要提高产品质量或者排查故障产生的原因，无一不能从人、机、料、法、环五要素找到原因并给予解决。通过人机料法环五个方面对故障进行分析和排查，总结出各个方面的影响因素，如图2所示。将故障因素按实施难度、重要性、紧急性、是否要因四个维度按1、3、5分进行测评处理，测评结果如表1所示，对每一个故障因素进行控制并跟踪对策实施情况。对测评结果最重要前三位：局部强度不足、安装面平面度达不到要求、拧紧顺序规定不详尽等进行重点分析和控制。

1.2.1安装平面度达不到要求故障分析转台焊接体回转支承安装面采用五面体加工中心进行加工，机床的加工精度满足设计的要求，判断平面度达不到要求的主要原因在于转台焊接体装夹位置不合理，如图3所示。原加工回转支承安装面时压紧点与支承点位置差距较远，装夹受力后转台焊接体会产生弹性变形，加工完成释放预紧力后转台焊接体会出现回弹现象，造成平面度不足。为了避免此弹性变形的影响，将压紧点设置在支承点正上方，如图4所示，减少因装夹前后引发的变形。对策实施后回转支承安装面的平面度由原来的0.21提升至0.06。2.2.2拧紧顺序规定不详故障分析装配之初起重机螺栓的拧紧顺序是在无序中进行的，这种无序性可能导致螺栓的受力不均匀。根据行业标准规定，对螺栓进行编号，重新严格按标准规定顺序完成拧紧动作，保证螺栓受力是均匀合理的。图5为编号螺栓，表2为螺栓拧紧顺序。

1.2.3转台局部强度不足故障分析转台焊接体下部主要是箱型结构，如果存在强度不足情况，焊接体内部筋板会出现较大变形，随着应力的释放会引起噪声并通过箱体放大、释放出来。通过patran有限元分析软件计算中长臂超载10%工况下的转台焊接体受力情况，如图6所示，转台焊接体后下侧局部应力达到532MPa，远大于转台焊接体材料HG785许用应力[σs]＝410MPa。为了引证有限元分析的正确性，用PULS弹性波测试系统在相同工况下进行测试，确定高应力区域位于转台焊接体的后下侧，如图7所示，测试结果与有限元结果分析一致。对高应力区域进行局部加强后再次进行有限元分析，其峰值由原来的523MPa降低至280MPa，并对此处应力用动态应力测试仪在中长臂超载10%工况下进行起升、回转、下落一个完整的工作循环，检测到最高应力为216MPa。按照表1中“人机料法环”法对每一个故障因素进行控制并跟踪对策实施情况，经检测，起重机在中长臂超载10%工况下仍然出现回转异响情况。而对转台焊接体局部加强后，对车辆进行回转发响测试，故障消除。

2结论

通过“人机料法环”法进行转台异响故障检测和排查，最终确定故障是因为转台局部强度不足引起的，通过局部加强有效的解除了这一问题，并在后续的生产装配中有效的借鉴该经验进行结构改良，避免同一问题的发生。本文提出了工程机械车辆故障排除方法和故障检查的一般方法和经验，对于确保工程车辆高效、安全、长周期的运行提供了些保证，避免了经济损失和安全事故的发生，创造了一定的经济效应，同时对于机械工程人员及维修人员亦有技术参考价值。

作者：郑红李安強单位：湖南机电职业技术学院三一重工