挖掘机动臂与转台铰接耳板
断裂的原因分析间子庚
1.故障现象
1台挖掘机工作1700h后，发生动臀从转台上坠落事故。检查发现：动臂与回转平台铰接的右侧铰接耳板断裂，左侧铰接耳板、动臂缸活塞杆等严重变形。
发生断裂的部位在铰接耳板加强圆环板焊道边缘，从断裂面可以清晰的看到
断裂状态。断口分为裂纹起始点、深锈迹区、浅锈迹区和瞬间脆断区，裂纹起始点
处有2mm宽的抛光面。如图1所示。 2.原因分析
分析认为，如果钢板母材存在原始裂纹缺陷，在焊接加强圆环时可将原始裂纹焊透，不会出现清晰可见的断裂茬口。由此推断，裂纹是挖掘机使用后发生的。从锈迹状况看，该裂纹不是一次受力过大而产生的脆断，而是长期受产生裂纹并逐渐扩展，最后造成断裂，符合疲劳断裂的特征。
通过收集的事故现场照片，可以吞
B向
B向断口
浅锈迹区深锈迹区
9
裂纹起始点
瞬间脆断区
图1铰接耳板断裂的状态
F
斗杆铲斗
图2疲劳损伤原因分析
出发生事故时动臂缸、斗杆缸、铲斗缸
的活塞杆均处于伸出状态。经调查得知事故发生时，司机正将铲斗按压在地面上，以自左至右回转方式平整地面，事故的原因是违规操作。
挖掘机设计时，铰接耳板主要承受拉力或压力，承受弯矩的能力有限。而用挖掘机铲斗以回转方式平整地面的受力分析如图2所示。当将铲斗按压在地上，以向右回转的方式平整地面时，铲斗受到地面的支撑力F,和产斗侧板土壤的阻力F，地面不平时，该阻力很大，F与F的合力对铲斗产生一个向上的力F。该F力通过斗杆、动臂传递至转台与动臂钦接耳板处。使铰接耳板承受向右上方的弯矩。如果将挖掘机上机的回转惯性叠加在铰接耳板上，其对铰接耳板的弯矩会更大。由此断定，由于右侧接耳板承受过大弯矩而造成其出现裂纹。
由于长期使用回转方式平整土地转台右侧铰接耳板反复承受弯矩，从裂纹就会逐渐扩展，直至发生断裂。
3.预防措施
铲斗按地回转平地
土壤
是要加强挖掘机司机操作基本功
训练。正确的平整地面作业的操作方法如下：先将斗杆前伸，再放下动臂；当铲斗接触地面后，将斗杆收缩，同时将动臂举升；当斗杆与地面垂直后，再逐渐放下动臀。该动作应协调连贯，并使斗齿运动轨迹与地面保持平行，加强挖掘机司机基本功训练，可使两个复合动作的速度协调一致。
二是优化挖掘机液压回路设计。目前挖掘机复合动作通常采用并联回路，当动臂、斗杆的负载出现变化时，动臂、斗杆缸的速度变化较大，甚至可能造成某一液压缸动作短暂停顿现象，从而使该种复合动作操作难度较大。在进行挖掘机液压系统设计时，应确保动臀、斗杆缸复合动作能够连续稳定。
（作者地址：江苏省徐州市经济开发区东环工业园28号徐州徐工挖掘机械有限公司 221004)
2013.09CM&M工程机械与维修|195