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斗齿表面失效的形式和原因
发布者:江西志中工程机械有限公司  发布时间:2018/1/17

          挖掘机斗齿是挖掘机上的重要部件,也是易损件,是由齿座和齿尖组成的组合斗齿,二者靠销轴连接。由于斗齿磨损失效部分是齿尖,只要更换具尖即可。一台露天挖掘机斗齿在使用过程中由于严重磨损而早期失效,针对该批斗齿,分析了斗齿表面的失效形式和失效原因,并提出了改进措施。

          失效形式,斗齿在不同的工作条件下服役受到不同程度的磨损和冲击而发生不同程度、不同形式的失效。该斗齿在正常工作条件下仅使用3天(大约36h左右)便失效,无论从经济角度还是从使用角度,都不合乎要求。从该批失效件的宏观照片可见,斗齿前工作表面有较明显的犁沟状划痕,尖部有少量的塑性变形,没有裂纹,前工作面(与地面接触的面)最薄,约4mm,后工作面约为8mm。

     

    分析与讨论

          (1)受力分析 斗齿工作面与被挖掘物相接触,在一个完整的挖掘过程中不同的工作阶段其受力情况不同。齿尖部位首先接触物料表面时,由于速度较快,斗齿尖部分受到较强烈的冲击。若斗齿的屈服强度低,将会在尖部产生塑性变形。随着挖掘深度的加大,斗齿受力情况会有所改变。当斗齿切割物料时,斗齿与物料发生相对运动,在表面产生很大的正挤压力,从而在斗齿工作面和物料之间产生较大的摩擦力。如果物料为较硬的岩石块、混凝土等,摩擦力将是很大的。这个过程反复作用的结果在斗齿工作面产生不同程度的表面磨损,进而产生深度较大的犁沟。前工作面的正压力明显大于后工作面,前工作面磨损严重,可以判断出正压力和摩擦力是斗齿失效的主要外部力学因素,在失效产生的过程中起主要作用。

          (2)工艺分析 分别从前、后工作面各取两个试样,磨平进行硬度测试。发现同一块试样上硬度差别很大,初步判断是材质不均匀。将试样进行磨制、抛光、腐蚀,发现每件试样上都存在明显界线,只是界线部位不同。从宏观看,周围呈浅灰色,中间部分颜色较暗,说明该件很可能是镶铸件,从表面上看,被包围起来的部分也应该是镶块匀,镶块没有发挥应有的作用,斗齿的整体耐磨性差,导致早期失效。

          (3)建议铸造成型后,对铸件进行适当的正火,以改善组织和性能,提高使用寿命。



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