一、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成及工作原理
(1)組成
液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)減速器、回轉(zhuǎn)制動器和回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)等組成。
回轉(zhuǎn)支承 回轉(zhuǎn)支承如同大型滾動軸承，其外圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺連接，內(nèi)圈用螺栓與底盤連接，內(nèi)、外圈之間設(shè)有滾動體。挖掘機(jī)工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺上的垂直載荷、水平載荷和傾覆力矩均通過轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)支承的外圈、滾動體和內(nèi)圈傳遞給底盤。
回轉(zhuǎn)減速器 回轉(zhuǎn)減速器固定在轉(zhuǎn)臺上，與回轉(zhuǎn)馬達(dá)輸出軸連接，回轉(zhuǎn)減速器輸出軸上裝有小齒輪，回轉(zhuǎn)支承設(shè)有內(nèi)齒圈。當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動回轉(zhuǎn)減速器轉(zhuǎn)動時，安裝在回轉(zhuǎn)減速器輸出軸上的小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)齒圈嚙合，小齒輪在繞自身軸線自轉(zhuǎn)的同時繞回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈中心軸線公轉(zhuǎn)，小齒輪公轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動轉(zhuǎn)臺及上機(jī)工作裝置一起回轉(zhuǎn)。
回轉(zhuǎn)制動器 回轉(zhuǎn)制動器設(shè)置在回轉(zhuǎn)減速器上，由回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)控制。各種挖掘機(jī)制動器結(jié)構(gòu)各不相同，但原理基本相同。以XE370C型液壓挖掘機(jī)為例，其回轉(zhuǎn)制動采用常閉、彈簧夾緊、多片、濕式制動器，挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺停止轉(zhuǎn)動時由制動器實施制動，轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)時，液壓系統(tǒng)先導(dǎo)壓力油推動制動活塞將彈簧壓縮，使制動器解除制動。
回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng) 以某型挖掘機(jī)為例，其回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)如圖1所示。該挖掘機(jī)設(shè)有P1、P2泵2個主泵，操縱回轉(zhuǎn)時P1泵單獨(dú)供油?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)為斜盤式軸向柱塞馬達(dá)，P1泵輸出的壓力油通過回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)油路驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)上設(shè)有防反轉(zhuǎn)閥2、回轉(zhuǎn)溢流閥3、補(bǔ)油單向閥4、延時制動閥8，其中延時制動閥8由減壓閥7和換向閥9組成，這些閥組的主要作用是保護(hù)回轉(zhuǎn)油路不過載。 (2)工作原理
當(dāng)操縱挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥輸出的壓力油進(jìn)入回轉(zhuǎn)換向閥1閥芯一側(cè)，推動回轉(zhuǎn)換向閥1閥芯移動，打開回轉(zhuǎn)換向閥1油路。主泵輸出的壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)換向閥1進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)的工作油路(A、B油口)，驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá)5旋轉(zhuǎn)。
來自回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥的先導(dǎo)壓力油同時進(jìn)入延時制動閥8的SH油口，SH油口的先導(dǎo)壓力油推動延時制動閥的換向閥9閥芯，使先導(dǎo)泵輸出的壓力油(PG油口)進(jìn)入回轉(zhuǎn)制動器6活塞室。將制動活塞頂起，使制動摩擦片分離以解除制動，回轉(zhuǎn)馬達(dá)5方可通過回轉(zhuǎn)減速器10驅(qū)動轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。當(dāng)操縱挖掘機(jī)停止回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥閥芯回到中位，先導(dǎo)油卸壓，回轉(zhuǎn)換向閥1閥芯回到中位，回轉(zhuǎn)馬達(dá)5的工作油路(A、B油口)被切斷，而回轉(zhuǎn)馬達(dá)5在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)5原來回油側(cè)壓力升高，該高壓油成為回轉(zhuǎn)馬達(dá)5停止回轉(zhuǎn)的主要制動力。當(dāng)壓力達(dá)到回轉(zhuǎn)溢流閥3設(shè)定的壓力時，回轉(zhuǎn)溢流閥3開啟泄壓，防止回轉(zhuǎn)馬達(dá)回油側(cè)產(chǎn)生過高的壓力，對回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)起保護(hù)作業(yè)。
回轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥回到中位時，解除回轉(zhuǎn)制動的先導(dǎo)壓力油(SH油口壓力)迅速降為零，換向閥9在彈簧力的作用下運(yùn)動至圖1所示的位置，解除制動的壓力油通過延時制動閥的減壓閥7節(jié)流孔流進(jìn)回轉(zhuǎn)馬達(dá)5殼體，然后流回液壓油箱。制動彈簧的彈力通過制動活塞施加在摩擦片上實施制動。
二、故障排查二例
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障的現(xiàn)象和原因各不同，排查故障時應(yīng)根據(jù)其特點分別對待。
(1)回轉(zhuǎn)制動時轉(zhuǎn)臺漂移量過大
1臺工作了8850h的XE370C型液壓挖掘機(jī)，當(dāng)其停止回轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)臺的漂移量明顯過大，在斜坡上停機(jī)時，轉(zhuǎn)臺會自動向下坡方向轉(zhuǎn)動，回轉(zhuǎn)過程伴有異響。
排查延時制動閥　分析認(rèn)為，如果延時制動閥的減壓閥節(jié)流孔堵塞，就會導(dǎo)致解除回轉(zhuǎn)制動的先導(dǎo)油流回馬達(dá)殼體的時間延長;如果延時制動閥的換向閥沒有完全復(fù)位，PG油口的先導(dǎo)壓力油就會只有一部分油液流向回轉(zhuǎn)馬達(dá)殼體。2種情況都會造成制動活塞處于半開啟狀態(tài)，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)制動時轉(zhuǎn)臺漂移過大。拆檢、清洗延時制動閥的減壓閥和換向閥，重新安裝后試機(jī)，故障現(xiàn)象依舊。
排查回轉(zhuǎn)溢流閥和補(bǔ)油單向閥　用2個量程為60MPa的壓力表分別接在主泵(P1、P2泵)測壓口，將鏟斗斗齒插入地面，然后操縱挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)處于溢流狀態(tài)，測得P1泵壓力為23.8MPa(正常為27.5MPa)，該壓力偏低，P2泵壓力為3.5MPa，該壓力正常。這是因為回轉(zhuǎn)是由P1泵單獨(dú)供油，P2泵輸出的壓力油經(jīng)主泵溢流閥回液壓油箱。雖然2個回轉(zhuǎn)溢流閥和2個補(bǔ)油單向閥同時出現(xiàn)故障的概率比較低，為了快速確認(rèn)故障部位，拆檢2個補(bǔ)油單向閥，更換2個回轉(zhuǎn)溢流閥，故障仍然沒有排除。
拆檢回轉(zhuǎn)馬達(dá)　在拆解回轉(zhuǎn)馬達(dá)之前，先拆卸回油過濾器，沒有發(fā)現(xiàn)金屬粉末等異常污物。然后拆解回轉(zhuǎn)馬達(dá)，檢查柱塞的滑靴、回程盤、配流盤和缸體等沒有明顯磨損。檢查制動活塞、摩擦片、制動彈簧沒有明顯損壞現(xiàn)象。當(dāng)拆出回轉(zhuǎn)馬達(dá)主軸時，發(fā)現(xiàn)主軸滾柱軸承的滾柱表面磨損嚴(yán)重，已呈現(xiàn)麻點狀，如圖2所示。 由此可見，回轉(zhuǎn)制動時轉(zhuǎn)臺漂移過大的主要原因是回轉(zhuǎn)馬達(dá)軸承過度磨損，造成回轉(zhuǎn)馬達(dá)主軸和缸體的安裝位置發(fā)生位移，使配流盤與缸體的配合壓緊力減小，回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止時原來回油一側(cè)無法形成高壓，因而無法形成所需的制動力。滾柱軸承的滾柱表面成麻點狀，造成回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生異響。
我們更換了新的軸承，清洗馬達(dá)所有零部件，并對配油盤和缸體結(jié)合面進(jìn)行研磨，對回轉(zhuǎn)減速器進(jìn)行清洗并更換新齒輪油，重新組裝后試機(jī)，故障現(xiàn)象消失。
(2)回轉(zhuǎn)時有異響
1臺XE260型挖掘機(jī)在工作6700h后進(jìn)行了整機(jī)維護(hù)保養(yǎng)，保養(yǎng)后回轉(zhuǎn)出現(xiàn)刺耳異響。因為聲音特別明顯，所以不能過多試機(jī)。
原因分析 雖然按照異響難以判斷故障部位，但是根據(jù)聲音特點，可以斷定液壓系統(tǒng)沒有故障，應(yīng)重點排查機(jī)械傳動部分。
若異響是回轉(zhuǎn)減速器內(nèi)發(fā)出，可能是回轉(zhuǎn)減速器行星齒輪或軸承損壞，應(yīng)更換損壞的行星齒輪或軸承，且清除損壞件碎片，清洗干凈后加入新減速器油，才能繼續(xù)使用。
若異響是從回轉(zhuǎn)支承內(nèi)的軌道(包括滾珠)內(nèi)發(fā)出，一般是滾珠或隔離體損壞，將滾道壓壞，應(yīng)分解回轉(zhuǎn)支承檢查、修復(fù)或更換。
若回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈嚙合間隙過大、過小或嚙合處有異物均會發(fā)出異響，應(yīng)重新安裝或調(diào)整該間隙。對油池的潤滑脂進(jìn)行清洗更新，對損壞的部位進(jìn)修復(fù)或者更換。
故障排查　首先拆檢回轉(zhuǎn)減速器。將回轉(zhuǎn)馬達(dá)連同回轉(zhuǎn)減速器從轉(zhuǎn)臺上拆卸下來，發(fā)現(xiàn)潤滑脂較為清潔。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)潤滑脂含有金屬顆粒物，但回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪沒有損壞。
其次檢查回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈。吊起異響挖掘機(jī)工作裝置前端，慢慢轉(zhuǎn)動異響挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺，從轉(zhuǎn)臺上的回轉(zhuǎn)減速器安裝孔觀察回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈的輪齒，發(fā)現(xiàn)1個輪齒斷裂，斷裂的輪齒如圖3所示，至此查出異響原因。 最后徹底清理和檢查。清理回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈、油池和回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪上的潤滑脂，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈輪齒只是部分損傷且不嚴(yán)重，回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈輪齒的嚙合面基本完好，對正常的傳動不會產(chǎn)生實質(zhì)影響。重新加入新的潤滑脂，安裝回轉(zhuǎn)減速器試機(jī)，挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)正常。
故障總結(jié)　經(jīng)過與相關(guān)人員溝通后得知，在上次保養(yǎng)時，為了方便快速地更換回轉(zhuǎn)支承齒圈油池內(nèi)的潤滑脂，將回轉(zhuǎn)減速器拆下后更換潤滑脂。當(dāng)重新安裝回轉(zhuǎn)減速器時，因為轉(zhuǎn)臺與底盤的位置發(fā)生了相對轉(zhuǎn)動，回轉(zhuǎn)減速器輸出小齒輪也發(fā)生轉(zhuǎn)動。維修人員沒有將回轉(zhuǎn)減速器安裝到位，就將其固定螺栓強(qiáng)行緊固，從而導(dǎo)致回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈的輪齒斷裂，斷裂掉的輪齒鐵塊進(jìn)入嚙合面，在回轉(zhuǎn)過程中就發(fā)出刺耳的響聲。
安裝回轉(zhuǎn)減速器正確的方法如下:先借助外力對轉(zhuǎn)臺進(jìn)行微動，使回轉(zhuǎn)支承內(nèi)齒圈與回轉(zhuǎn)減速器小齒輪嚙合正確，再緊固回轉(zhuǎn)減速器固定螺栓。