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  小型挖掘机车架局部裂纹的修复与改进


  1 小型挖掘机局部裂纹产生的原因


  小型挖掘机车架边梁为 20a槽钢, 裂纹主要分布于脚踏板支架端部与边梁连接处和该处槽钢中心以上部位, 微小裂纹基本贯穿槽钢厚度, 对车架造成了很大的隐患。分析车架裂纹主要

小型挖掘机车架局部裂纹的修复与改进
  有以下原因造成:


  ( 1)小型挖掘机 脚踏板支架前期设计不甚合理, 它与边梁槽钢连接因过渡处不圆滑而造成截面突变, 工作中容易引起应力集中,同时该连接处图示横向焊缝 a的两端部容易造成应力集中,从而导致边梁槽钢因横向的应力集中而出现微小开裂。


  ( 2) 小型挖掘机槽钢是经过特殊热处理而得到较高强度的型材钢,槽钢焊接时的受热将大大降低槽钢自身的力学性能, 同时槽钢自身结构特点对焊接有很高的要求, 槽钢横向焊接时因应力不易释 放 容 易 造 成 应 力 集中, 进而引起槽钢开裂。所以,阀座加强板、油箱支架与槽钢间在该处的焊缝 b、c均降低了槽钢的强度, 另外阀座加强板、油箱支架与槽钢间横向的连接焊缝因应力不易释放而造成槽钢应力集中, 从而导致槽钢出现微小裂纹。


  2 小型挖掘机修复方法


  根据裂纹产生的原因及边梁槽钢的结构特点,
小型挖掘机车架局部裂纹的修复与改进

  确定了以下修复方案:


  ( 1) 用碳弧气刨机在裂纹处开坡口 ( 图 2) , 坡口角度为 60°, 底部留有 2 mm 钝边, 同时在槽钢侧面裂纹两端钻两个 ! 8 工艺孔, 以便焊接时释放应力。而后修磨去除气刨造成的渗碳层, 用氧乙炔火焰加温去除氧化皮后采用 E5016 低氢型焊条进行焊接。焊接时选用直流电焊机, 焊条直径为 !4 mm, 焊接电流为 160~200 A, 电压为 25~28 V, 以保证充分焊透。焊后将焊缝磨平。


  (2) 车架边梁与脚踏板连接处采用圆弧三角加强板1, 以保证该处圆滑过渡, 焊接时注意加强板端部横向焊缝不准焊接以避免该处焊缝应力集中, 两侧纵向焊缝沿端部按图示形状均匀向外侧倾斜拉出, 以延缓该处应力集中, 提高该处焊缝的抗拉强度。


  ( 3) 槽钢中间部位由加强板 2 进行加固, 为了避免应力集中, 加强板只焊接图示纵向焊缝, 横向不进行焊接 (如修复条件允许最好用手电钻在槽钢上钻孔, 采用螺栓固定加强板的方式加固) 。

小型挖掘机车架局部裂纹的修复与改进
  3 小型挖掘机设计改进方案


  ( 1) 脚踏板支架端部与槽钢连接处改为圆弧过渡 , 以保证连接处过渡圆滑, 避免造成应力集中。


  ( 2) 阀座由与槽钢对接改为搭接 , 焊接时只焊接纵向焊缝, 同时取消了加强板 3


  ( 3) 油箱支架与槽钢连接处采用螺栓连接固定, 避免因焊接而造成槽钢自身强度的降低。


  
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