李乃柱　丁跃进　渠立红　金鱼
（徐工集团挖掘机械事业部）

　　某超大型挖掘机自身质量400t，斗容量21~25m³，其与矿用卡车配合，主要用于在大型矿山开采矿石。该种机型使用工况极其恶劣，对底盘的可靠性要求较高，尤其对引导轮、支重轮、托链轮、驱动轮及履带的耐久性要求很高。其中支重轮主要起支撑整机质量和行走的作用。在整机行走过程中，支重轮承受巨大的交变冲击力；在破碎作业时，承受更大的冲击力。

　　1.存在问题

　　该超大型挖掘机支重轮主要由轮体、轮轴、轴套和支座等组成。由于初始设计时没有充分考虑到使用工况的恶劣，以及该机自身巨大质量可能产生的振动和冲击，其轮体及轮轴强度达不到使用要求，有些挖掘机出现轮体断裂、轮轴过度磨损问题，我们借鉴国内外支重轮设计经验，决定对其进行改进。

　　2.改进方法
　　（1）轮体的改进
　　改进前后支重轮轮体毛坯对比如图1所示。改进前支重轮轮体毛坯采用左、右半轮体焊接而成，如图1a所示。由于支重轮受到巨大的交变冲击载荷，如果焊缝质量控制不到位，存在轮体从中间焊缝开裂问题，可造成轮体断裂。针对轮体存在焊缝开裂隐患，我们决定对支重轮轮体进行改进。

　　采用整体结构轮体可减少从中间断裂的概率，大大提高其可靠性，还可以减少焊接工序，经济性更好。为此，我们决定将焊接式轮体改为整体式轮体，整体式轮体可以采用铸造成型，也可以采用锻造成型。铸造轮体需要开发模具，会增加制造成本。锻造轮体不用制造模具，且组织更加致密，使用寿命更长，比铸造性能好。为此，我们决定用AISI4340钢，采用锻造方法制成轮体毛坯，如图1b所示。
　　（2）轮轴的改进
　　原支重轮沿用中小型挖掘机支重轮轮轴的制作方法，采用棒料加工而成。中小型挖掘机的支重轮轮轴直径较细，由棒料加工即可满足性能要求。
　　超大型挖掘机使用工况恶劣，对轮轴的可靠性能要求更高，且轮轴直径达280～300mm，棒料机械性能不能满足强度要求。为此，我们决定采用材质为42CrMo钢锻造出毛坯，再进行机加工制成轮轴。锻造成型后的轮轴组织更加致密，耐磨性、可靠性更高。改进后的轮轴如图2所示。

　　对超大型挖掘机支重轮改进后，从实验效果看，极大地提高了支重轮的可靠性。

本文来自《工程机械与维修》2017第7期