電動(dòng)輪汽車(chē)GE—788輪馬達(dá)常見(jiàn)機(jī)械故障分析

王新民

摘 要： GE-788輪馬達(dá)配置在載重183噸的小松730E等電動(dòng)輪汽車(chē)中使用，在大型礦業(yè)運(yùn)輸中發(fā)揮著巨大的作用。本

1 GE-788輪馬達(dá)基本構(gòu)造

如圖1所示，GE-788輪馬達(dá)組成件包括機(jī)體、電機(jī)轉(zhuǎn)子、行星齒輪、太陽(yáng)齒輪、扭力管、輪轂及相關(guān)軸承、密封等。

2 常見(jiàn)的油液泄漏故障分析

2.1 齒輪箱泄漏齒輪油

如圖1所示，GE-788輪馬達(dá)機(jī)體基座大端外側(cè)安裝有齒輪箱，用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑齒輪系組件的齒輪油，它是一個(gè)薄壁容器構(gòu)件，一方面，蓋板容易在輪馬達(dá)的運(yùn)行過(guò)程中因振動(dòng)產(chǎn)生裂紋并引起泄漏，其二是蓋板密封老化、損壞引起泄漏。

2.2 外部泄漏齒輪油

如圖1所示，GE-788輪馬達(dá)機(jī)體基座大端與油封座連接，拋油環(huán)與扭力管連接，油封座與拋油環(huán)之間有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連接面設(shè)計(jì)了一道大油封，依靠大油封的密封作用，可以阻隔內(nèi)部的齒輪油從此處泄漏到馬達(dá)外部。如果大油封老化或有其它形式的破壞性損傷，則將引起齒輪油泄漏。

2.3 外部泄漏潤(rùn)滑脂

如圖1所示，GE-788輪馬達(dá)機(jī)體管體在外端與調(diào)整蓋連接，輪轂與調(diào)整蓋之間有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連接面設(shè)計(jì)了一道防塵封，依靠防塵封的密封作用，可以阻隔輪轂內(nèi)部的潤(rùn)滑脂從此處泄漏到馬達(dá)外部，同時(shí)防止外部的塵沙進(jìn)入輪轂內(nèi)部污染潤(rùn)滑脂損壞輪轂軸承。如果防塵封老化或有其它形式的破壞性損傷，則將引起潤(rùn)滑脂泄漏。

2.4 端部泄漏齒輪油與自除漏功能

如圖1所示，扭力管與隔套之間有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連接面設(shè)計(jì)了兩道油封與一個(gè)泵輪，依靠油封的密封作用，可以阻隔內(nèi)部的齒輪油向輪轂方向泄漏，防止稀釋潤(rùn)滑脂損壞輪轂軸承。值得一提的是，泵輪、兩道密封與機(jī)體上部的回油斜槽、隔套上部的回油孔共同組成了一個(gè)自除漏系統(tǒng)，具體工作過(guò)程為：第一道密封損壞，導(dǎo)致齒輪油穿過(guò)第一道密封，并流入到泵輪下部?jī)?nèi)壁上的集油腔；泵輪隨扭力管的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)下部?jī)?nèi)壁上的集油腔轉(zhuǎn)到上部時(shí)，集油腔成傾倒姿態(tài)，改變了集油腔的腔口方向，集油腔的齒輪油倒?jié)姸?，正好流入隔套上部的回油孔，并通過(guò)機(jī)體上部的回油斜槽流回到齒輪箱內(nèi)，即通過(guò)扭力管的旋轉(zhuǎn)，形成了一種極端巧妙的自除漏功能。這樣，當(dāng)?shù)谝坏烂芊獍l(fā)生泄漏時(shí)，在第一道密封與第二道密封之間，積聚的齒輪油將形成一個(gè)庫(kù)容壓力，但通過(guò)自除漏功能，卻可以使庫(kù)容壓力得到及時(shí)的釋放，因此第二道密封所承擔(dān)的防泄漏任務(wù)相對(duì)容易得多了，從而能比較徹底地阻隔齒輪油向輪轂方向內(nèi)部泄漏。

此處的泄漏，通常情況下不易發(fā)生，但若隔套裝配時(shí)未能對(duì)準(zhǔn)方向要求，則自除漏功能不能發(fā)揮作用，加上密封老化引起特別大的泄漏時(shí)，則泄漏的齒輪油將竄向輪轂軸承端，并在稀釋輪轂軸承潤(rùn)滑脂后從防塵封處泄漏到外部，既污染環(huán)境，又加劇輪轂軸承的磨損。

2.5 內(nèi)部泄漏齒輪油

機(jī)體內(nèi)部泄漏齒輪油，常見(jiàn)原因是第二轉(zhuǎn)子軸承磨損或碎裂，引起轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)大，最終破壞了該處的密封，引起漏油。

3 常見(jiàn)的齒輪系組件磨損故障分析

如圖1所示，GE-788輪馬達(dá)的齒輪系傳動(dòng)組件，在交變、重載荷的環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生磨損，通常經(jīng)過(guò)一個(gè)比較正常、穩(wěn)定的磨損期后，將進(jìn)入急劇的磨損期，急劇磨損導(dǎo)致組件配合間隙過(guò)大，預(yù)示著齒輪系組件即將局部損壞，并可能伴隨系統(tǒng)性破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

為了及時(shí)判斷齒輪系組件的磨損程度，一般采用專(zhuān)項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)油樣元素化驗(yàn)分析法，對(duì)齒輪系潤(rùn)滑油定期取樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，由專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室出具分析結(jié)果，根據(jù)銅、鐵等各種元素的含量，可以對(duì)輪馬達(dá)齒輪系組件的機(jī)械磨耗、運(yùn)行狀況提供判斷依據(jù)，對(duì)銅、鐵等元素出現(xiàn)異常增多的情況，進(jìn)行停機(jī)檢查、分析，并確定后續(xù)處理措施，包括拆下進(jìn)行檢修。

在元素化驗(yàn)分析中，通常情況下，如果出現(xiàn)鐵、錳元素超標(biāo)則預(yù)示著行星齒輪、扭力管、太陽(yáng)齒輪磨損嚴(yán)重，如果伴隨硅元素含量增大，一般預(yù)示有粉塵污染齒輪油，其原因可能是齒輪箱呼吸裝置出現(xiàn)了故障，或輪轂軸承磨損造成配合間隙過(guò)大，由于杠桿原理的放大作用，導(dǎo)致扭力管端擺動(dòng)大，加速破壞了毛氈密封的防塵功能，還可能引起齒輪系組件的破壞；而鉻、鎳元素超標(biāo)則預(yù)示著行星齒輪軸承磨損嚴(yán)重；如果銅元素異常超標(biāo)則預(yù)示兩種不同的情況，一種是預(yù)示著行星齒輪大軸承（具有銅質(zhì)軸承保持架）磨損嚴(yán)重，需要齒輪系解體維修，這類(lèi)檢修工作量大，另外一種是預(yù)示著第二轉(zhuǎn)子軸承（具有銅質(zhì)軸承保持架）磨損、損壞嚴(yán)重，伴隨第二轉(zhuǎn)子軸承的潤(rùn)滑脂密封損壞，引起該潤(rùn)滑脂與齒輪油串通混合，磨損的銅質(zhì)顆粒隨油液流入到了齒輪箱內(nèi)，因而可以在齒輪油樣中被檢測(cè)，此故障只需更換轉(zhuǎn)子軸承等進(jìn)行相對(duì)比較簡(jiǎn)單的檢修即可，所以遇到銅元素異常超標(biāo)，通常要先檢查第二轉(zhuǎn)子軸承的磨損、損壞情況。

4 應(yīng)對(duì)措施

為了減少GE-788故障的發(fā)生， 一般要求在組裝GE-788輪馬達(dá)之前，要對(duì)齒輪件等進(jìn)行必要的檢查，如進(jìn)行裂紋探傷，檢查齒輪齒面有無(wú)缺損的情況，機(jī)體處各個(gè)軸承座孔、軸頸的尺寸與位置精度的公差檢測(cè)，確保組裝件質(zhì)量都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在整體組裝過(guò)程中，對(duì)輪轂軸承間隙、行星齒輪軸承間隙，必須進(jìn)行精確的測(cè)量，保證符合標(biāo)準(zhǔn)要求；在輪馬達(dá)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)輪轂軸承間隙、行星齒輪軸承進(jìn)行有計(jì)劃的定期檢測(cè)，及時(shí)把存在軸承間隙過(guò)大的輪馬達(dá)進(jìn)行調(diào)整或維修。

5 結(jié)束語(yǔ)

GE-788輪馬達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械故障檢修難度大，且檢修費(fèi)用高。在此分析了該型輪馬達(dá)常見(jiàn)機(jī)械故障產(chǎn)生的原因，并提出了維修、使用中可以采取的應(yīng)對(duì)措施，以供業(yè)界人員參考。