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为何有些挖掘机的斗齿会失效?

挖掘机斗齿是挖掘机的重要部件和易损件。它们是由齿座和齿尖组成的组合斗齿,由销连接。由于斗齿的磨损失效部分是齿尖,因此只能更换齿尖。

[1]故障表

斗齿在不同的工作条件下受到不同程度的磨损和冲击,导致不同程度和形式的失效。在正常工作条件下,斗齿只需3天(约36小时)就会失效,无论是经济上还是实际上都达不到要求。从故障部位宏观照片可以看出,斗齿前工作面有明显的犁槽划痕,齿尖有少量塑性变形,无裂纹。前工作面(与地面接触面)最薄,约4 mm,后工作面约8 mm。

[2]分析讨论

(1)力分析斗齿面与开挖物接触时,在完整的开挖过程中不同阶段的受力情况不同。当齿尖第一次接触材料表面时,由于其更快的速度,齿尖受到强烈的冲击。当斗齿屈服强度较低时,斗齿尖会发生塑性变形。随着开挖深度的增加,斗齿的受力也会发生变化。当斗齿切割物料时,斗齿相对于物料移动,在物料表面产生较大的正挤压力,从而在斗齿工作面与物料之间产生较大的摩擦力。如果材料是坚硬的岩石、混凝土等,摩擦力会很大。这一过程的反复作用导致斗齿工作面表面不同程度的磨损和撕裂,从而产生较深的沟槽。前工作面正压明显大于后工作面正压。前工作面磨损严重。可以判断,正压力和摩擦是斗齿失效的主要外部机械因素,在失效过程中起着重要作用。

(2)工艺分析从前、后工作面各取两个试样,磨平进行硬度试验。结果表明,同一试样的硬度变化较大,初步判断是材料不均匀。经研磨、抛光和腐蚀后,发现每个样品上都有明显的边界,但边界位置不同。从宏观上看,周边为浅灰色,中部为黑色,说明该部位可能是镶嵌铸件。在表面上,封闭部分也应镶嵌块。在HRS-150型数显洛氏硬度计和MHV-2000型数显硬度计上进行了边界两侧的硬度试验,两者差异明显(见表1)。以上分析表明,斗齿为镶齿结构。所附部分为嵌件,所附部分为矩阵。这两种合金的成分相似。主要合金成分(质量分数,%)分别为0.38C、0.91Cr、0.83Mn和0.92Si。金属材料的力学性能取决于其成分和热处理工艺。相似的成分和不同的硬度表明,铸造后斗齿未经热处理即可投入使用。后来的组织观察也证明了这一点。

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(3)显微组织分析和金相观察表明,基体主要为黑色片状结构。镶嵌结构由白色和黑色薄片组成,远离横截面的白色薄片结构较多。进一步的显微硬度试验表明,白色片状组织为铁素体,黑色片状组织为弯曲或弯曲。贝氏体和珠光体的混合结构。嵌件中大块铁素体的形成与热影响区的相变区相似。由于金属在铸造过程中的水热效应,该区处于奥氏体和铁素体两相区,铁素体充分长大,其形貌保持在室温。由于斗齿壁薄,嵌件体积大,嵌件中部温度低,未形成大的铁素体。

(4)在MLD-10磨损试验机上进行的磨损试验表明,在小冲击磨料磨损试验条件下,基体和镶块的耐磨性优于淬火45钢。同时,基体和镶块的耐磨性不同,基体的耐磨性比镶块好。基体和嵌件两侧的成分相似。可以看出,插入斗齿


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