提高挖掘機回轉馬達耐用性的方法

[轉自工程機械與維修]

液壓挖掘機回轉馬達是其液壓系統核心部件和執行元件，回轉馬達在一定壓力和流量的液壓油驅動下產生持續扭矩和回轉動作，將輸入的液壓油壓力能轉換為旋轉運動的機械能，使液壓挖掘機實現上部機身回轉動作。目前小型液壓挖掘機主要配置軸向柱塞回轉馬達。

1. 回轉馬達結構

回轉馬達主要由配油盤、斜盤、定子、傳動軸、缸體等組成，其中配油盤和斜盤固定不動組成定子，傳動軸與缸體連接并一起旋轉組成轉子，傳動軸兩端分別設有滾針軸承和圓錐滾子軸承支承。回轉馬達結構和原理如圖1 所示。

回轉馬達內有3對運動摩擦副，即柱塞與缸體柱塞孔、缸體與配油盤、滑履與斜盤。回轉馬達內的壓力油經過這3 對運動摩擦副的間隙泄漏到缸體與馬達殼體之間的空間后，再經馬達殼體上的泄油口直接流回液壓油箱，即圖1b中的泄油口Dr口。這不僅可以保證馬達體內的油液壓力為零，而且可隨時將熱量帶走，使回轉馬達內的熱油降溫。

圓錐滾子軸承位于回轉馬達底部，且靠近回轉減速器，相當于其與滾針軸承、減速器及傳動軸4者組成的杠桿機構的支點，受力很均勻，泄漏的油液在其自身重力作用下直接潤滑該軸承，因此一般不會損壞。滾針軸承的滾動體既細又長，徑向結構緊湊，特別適用于徑向安裝尺寸受限制的支承部位，因此常應用于傳動軸上端。

2. 存在的問題

位于傳動軸上端的滾針軸承，其僅通過泄漏液壓油進行潤滑。由于該部位循環的液壓油量非常少，造成該軸承潤滑不良，其內部的污染物不能及時排出。在回轉馬達高速旋轉產生的高溫作用下，滾針軸承與污染物之間產生干摩擦，加劇了其磨損。滾針軸承結構如圖2 所示。另外，由于滾針軸承位于傳動軸上端，在其與圓錐滾子軸承、減速器和傳動軸4 者組成的杠桿機構中，相當于杠桿端點，因此受力不均勻，易受傳動軸單方向力矩的作用，使滾針軸承在潤滑不良的情況下出現疲勞磨損。

由于滾針軸承潤滑不良和受力狀況不佳，造成其產生振動和噪聲，縮短其使用壽命，進而對回轉馬達整體性能產生不利影響，最終導致回轉馬達產生故障。根據統計數據分析，回轉馬達滾針軸承的損壞原因，有1/3 為疲勞磨損，有2/3 為潤滑不良。改進前回轉馬達結構如圖3 所示。

3. 改進方法

我們在回轉馬達滾針軸承上新增加補油口，并通過單向閥與液壓油箱連接，單向閥開啟壓力即為補油口背壓，一般為0.5MP a。補油口是為回轉馬達停止時釋放壓力與消除氣穴設置的油口，可為回轉馬達補充液壓油及釋放壓力。為了改進滾針軸承潤滑不良的狀況，我們在回轉馬達殼體上增加了節流孔，形成補油口-節流孔- 回油口的油道。由于補油口具有一定的背壓，因此補油口的液壓油可通過節流孔通往回油油路，形成液壓油流經滾針軸承的循環，由此對滾針軸承進行潤滑、降溫、去除污染物，增強其潤滑后，可減少其疲勞磨損、提高其使用壽命。改進后回轉馬達結構如圖4 所示。

4. 改進效果

按照以上方法改進滾針軸承潤滑潤滑方式后，市場驗證結果表明，回轉馬達耐用性能得到了大幅度提高，相關挖掘機再未出現滾針軸承損壞故障。