尚福利　張飛
（徐工集團(tuán)挖掘機(jī)械事業(yè)部）

液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)馬達(dá)是其液壓系統(tǒng)核心部件和執(zhí)行元件，回轉(zhuǎn)馬達(dá)在一定壓力和流量的液壓油驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生持續(xù)扭矩和回轉(zhuǎn)動(dòng)作，將輸入的液壓油壓力能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，使液壓挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)上部機(jī)身回轉(zhuǎn)動(dòng)作。目前小型液壓挖掘機(jī)主要配置軸向柱塞回轉(zhuǎn)馬達(dá)。
1.回轉(zhuǎn)馬達(dá)結(jié)構(gòu)
回轉(zhuǎn)馬達(dá)主要由配油盤、斜盤、定子、傳動(dòng)軸、缸體等組成，其中配油盤和斜盤固定不動(dòng)組成定子，傳動(dòng)軸與缸體連接并一起旋轉(zhuǎn)組成轉(zhuǎn)子，傳動(dòng)軸兩端分別設(shè)有滾針軸承和圓錐滾子軸承支承?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)結(jié)構(gòu)和原理如圖1所示。

回轉(zhuǎn)馬達(dá)內(nèi)有3對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦副，即柱塞與缸體柱塞孔、缸體與配油盤、滑履與斜盤?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)內(nèi)的壓力油經(jīng)過(guò)這3對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦副的間隙泄漏到缸體與馬達(dá)殼體之間的空間后，再經(jīng)馬達(dá)殼體上的泄油口直接流回液壓油箱，即圖1b中的泄油Dr。這不僅可以保證馬達(dá)體內(nèi)的油液壓力為零，而且可隨時(shí)將熱量帶走，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)內(nèi)的熱油降溫。
圓錐滾子軸承位于回轉(zhuǎn)馬達(dá)底部，且靠近回轉(zhuǎn)減速器，相當(dāng)于其與滾針軸承、減速器及傳動(dòng)軸4者組成的杠桿機(jī)構(gòu)的支點(diǎn)，受力很均勻，泄漏的油液在其自身重力作用下直接潤(rùn)滑該軸承，因此一般不會(huì)損壞。滾針軸承的滾動(dòng)體既細(xì)又長(zhǎng)，徑向結(jié)構(gòu)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(yīng)用于傳動(dòng)軸上端。
2.存在的問(wèn)題
位于傳動(dòng)軸上端的滾針軸承，其僅通過(guò)泄漏液壓油進(jìn)行潤(rùn)滑。由于該部位循環(huán)的液壓油量非常少，造成該軸承潤(rùn)滑不良，其內(nèi)部的污染物不能及時(shí)排出。在回轉(zhuǎn)馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高溫作用下，滾針軸承與污染物之間產(chǎn)生干摩擦，加劇了其磨損。滾針軸承結(jié)構(gòu)如圖2所示。

另外，由于滾針軸承位于傳動(dòng)軸上端，在其與圓錐滾子軸承、減速器和傳動(dòng)軸4者組成的杠桿機(jī)構(gòu)中，相當(dāng)于杠桿端點(diǎn)，因此受力不均勻，易受傳動(dòng)軸單方向力矩的作用，使?jié)L針軸承在潤(rùn)滑不良的情況下出現(xiàn)疲勞磨損。
由于滾針軸承潤(rùn)滑不良和受力狀況不佳，造成其產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，縮短其使用壽命，進(jìn)而對(duì)回轉(zhuǎn)馬達(dá)整體性能產(chǎn)生不利影響，最終導(dǎo)致回轉(zhuǎn)馬達(dá)產(chǎn)生故障。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，回轉(zhuǎn)馬達(dá)滾針軸承的損壞原因，有1/3為疲勞磨損，有2/3為潤(rùn)滑不良。改進(jìn)前回轉(zhuǎn)馬達(dá)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.改進(jìn)方法
我們?cè)诨剞D(zhuǎn)馬達(dá)滾針軸承上新增加補(bǔ)油口，并通過(guò)單向閥與液壓油箱連接，單向閥開啟壓力即為補(bǔ)油口背壓，一般為0.5MPa。補(bǔ)油口是為回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止時(shí)釋放壓力與消除氣穴設(shè)置的油口，可為回轉(zhuǎn)馬達(dá)補(bǔ)充液壓油及釋放壓力。為了改進(jìn)滾針軸承潤(rùn)滑不良的狀況，我們?cè)诨剞D(zhuǎn)馬達(dá)殼體上增加了節(jié)流孔，形成補(bǔ)油口-節(jié)流孔-回油口的油道。由于補(bǔ)油口具有一定的背壓，因此補(bǔ)油口的液壓油可通過(guò)節(jié)流孔通往回油油路，形成液壓油流經(jīng)滾針軸承的循環(huán)，由此對(duì)滾針軸承進(jìn)行潤(rùn)滑、降溫、去除污染物，增強(qiáng)其潤(rùn)滑后，可減少其疲勞磨損、提高其使用壽命。改進(jìn)后回轉(zhuǎn)馬達(dá)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

4.改進(jìn)效果
按照以上方法改進(jìn)滾針軸承潤(rùn)滑潤(rùn)滑方式后，市場(chǎng)驗(yàn)證結(jié)果表明，回轉(zhuǎn)馬達(dá)耐用性能得到了大幅度提高，相關(guān)挖掘機(jī)再未出現(xiàn)滾針軸承損壞故障。

選自《工程機(jī)械與維修雜志》2017年第12期