1摘要本文提出了方轴防断的具体措施和循环修复使用方法。

　　界4挖掘机方轴是贵重的大型合金钢锻件。工作时，时有断裂，为此，对方轴断口进行了宏观分析，并提出了改进方案。

　　1方轴的断口分析方轴除了张紧履带板之外，主要起支承作用。由于方轴是固定在履带架的方孔中，张紧轮旦走在有根基的大块岩石上，就与另侧履带架的支承轮构成直角角型，支承挖掘机的全部重量。如在此时挖掘。在岩石上的那边方轴端。就分担了设备总重的分之以上的压力。除了采场道路坎坷不平之外，方轴轴颈的结构设计也存在些问。

　　如02与方23，过渡圆角处尺8太小；其面粗糙度6.3太低，尚存可刀痕；刚度太大等原因，都为方轴的疲劳断裂创造了条件。方轴轴颈所受的弯曲应力旦高于疲劳极限，在方轴的下方，即弯曲应力侧每过载周期都会有定的塑性变形在方轴上产生。这些晶粒滑移线越来越深，越来越宽，疲劳源便从021和方23，1的过渡圆角88处产生。这些微小的裂纹点，在尖峰载荷的作用下，继续扩展联结，形成了微观裂纹。由于方轴还要张紧履带板以利于挖掘机行走。所以又受横向弯曲应力的作用。

　　因此，微观裂纹继续向方轴的下前方扩展。

　　形成了宏观裂纹。此区可为疲劳源区。

　　挖掘机在高低不平的采场上行走和工作，方轴也不断地受到纵向和横向弯曲应力的作用。这种弯曲应力是长期的复杂的不规侧的，促使疲劳源继续扩展，形成了疲劳扩展区。由于裂纹尖端的材料之于向拉应力状态，比单向拉应力更不容易出现塑性变形，这样使疲劳裂口更加速扩展。因此，断口非常粗糙，不规划，并伴有材料撕裂而造成的小丘和凹坑。当轴颈有效面积不断缩小，而又有尖峰弯曲应力出现的时候，断口又达到新的不稳定状态，因而又次新的快速静载破断。如此交替进行直至次剩余的有效截面承受不了最大载荷时，立即产生瞬时性破断。此区为瞬时破断区。由于弯曲疲劳裂纹这种轴颈的断口面不是个平面，而是个象样的曲面。称为单向型断口。

　　2方轴的防断措施为防止方轴断裂，提高方轴的使用寿命，采取了下列措施。

　　023，可提高弯曲疲劳强度1.6倍，可降低刚度比将轴颈过渡圆角尺8改为只12.可使轴颈023，与方23，1相切处产生32mm左右的过渡平面。可认为是无限大的过渡圆角R.使有效应力集中系数Ka由2.1降到1.疏散了应力，避免了疲劳源的出现。

　　圆角尺12的粗糙度6.3改为1.6.可使面质量系数由84增至0.94.

　　由于加粗了轴颈，不但取消了方轴钢套。而且还节省了加工工时，又充分利用了合理结构钢强度好，硬度的优点。为减少方轴和铜套的磨损，避免油路堵塞，将单油道改为上下双油道，并增设上下双道曲线油沟。这样可以在非载荷区大量供油，而且在重载荷区也可以辅助供油。实践证明，油路畅通，润滑良好。但由于挖掘机在行走和工作时，在方轴端常有不规则的尖峰载荷出现，使铜套产生严重塑性变形。特别是大中修临近的设备，在维持生产的情况在非载荷区方轴轴颈与铜套的内径间隙常在5 12，1左右，这样砂石泥土不断地进人内部，使方轴轴颈产生了机械磨损和塑性变形。但般都在1.22.51范围内，根据检修规程所规定的磨损限度，可分别用于大中修。安装时翻转180，将轴颈原来受弯曲拉应力的面变为弯曲压应力。这样可以避免疲劳源的出现，从而延长了方轴的使用寿命。

　　3方轴的循环修复般经过两个中修期，方轴轴颈40，1的轴台，全部磨损过限已成为椭圆型。为防止堆焊修复时硬度不均，故上车床车削椭圆轴颈为022，225，1的圆柱体轴颈。在方轴两端套有20，1厚的古钱型支承轮，人工滚动，用气割枪火焰预热300.，最好在夏季室内，用150.左右烘焙让的102不锈钢焊条，连续纵向堆焊，慢滚换位并用手锤及时敲击，以消除焊接应力；然后加工，先粗车精车再用细手砂轮夹在刀架上磨削023，轴颈。并用切削液冷却，最后用长方木块钉上，号砂布，涂机械油磨光，达1.6粗糙度为佳。由于不锈钢含，和较多，耐磨性高于原主轴材质40CrMnMo或者35CrM0.所以修复后的方轴使用寿命高于新方轴。这样的堆焊修复可以进行多次。但第次以后的修复，就不必再车椭圆的023，1轴颈，可以用柴油清洗后，直接预热堆焊。

　　对于多次堆焊修复的方轴，不好再为02OOmmX43Omm.这样即使有疲劳源也被车去，但方23，与023，的过渡圆角尺应为12.如两端2尺04和201油嘴与油堵丝扣已磨平，可以车成光孔，镶进钢芯后重车螺纹，恢复原有功能。

　　改进后的方轴钢套除轴颈增设上下双道曲线油沟处，方23，与02，7，过渡处采用圆角尺为15，吻接。内孔与轴颈配合采用，热装后打紧靠实。

　　对于早期改前断裂的方轴，或改后021轴颈磨损过限的方轴，可以采用5根旧方轴，接出4根新方轴的方法。即孔轴过盈配合。短节预热200在平台上用吊锤冲击短节与长节装配定位。

　　这样不但能限制焊接变形，而且还补充了焊口强度。焊口两侧为25角坡面，中间有10，1空底，焊接时可使焊条全面熔合焊口底部，避免未焊透的现象产生。

　　方轴材质为40CrMnMo或35CrMo.这种中碳合金钢焊接性能很差，所以焊接端必须在退火炉中预热3约200300.，热后两端套上古钱型支撑轮，慢滚焊接，般在焊缝过热区容易产生粗大的奥氏体晶粒组织，塑性降低1015，冲击，性降低25 30，对焊缝质量危害很大。为避免这种现象产生，采用15，烘干1的05，2不锈钢焊条打底。因为镍合金可以提高焊缝边缘的禚性和塑性，又因不锈钢对热循环不敏感，不会产生裂纹。然后再用300.烘干1的05，5，7焊条直流反焊。两个5级以上的焊工轮班焊接。以短弧窄道为宜。焊缝内部不得有裂纹气泡缩孔等缺陷焊接温度要保持在2002801之间。

　　方轴焊后残余应力相当大。必须立即放进窖中回火。3h后温升500t保温12h，密封炉口随炉缓冷到室温，再车轴颈，刨平焊口，加工至成品。

　　后，堆焊不锈钢焊条，再车削至成品。几次堆焊修复后，可车成细轴颈021配装钢套，使用几年后过限，还可采用5根旧方轴接出4根新方轴的插接法，再恢复0231轴颈，这样周而复始的循环使用大型合金钢材是比较合理的。

　　1材料力学浙江大学主编1979 2，金属断口分析上海交通大学编1979作者简介孙凤喜鞍钢集团鞍山矿业公司矿机厂界4挖拥机方轴断口分析及其改进后的循环使用技术409

(完)