汽车起重机回转抖动故障研究与对策

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摘 要 回转抖动主要分为整圈抖动和局部位置抖动。影响整圈抖动的主要因素为减速机、马达此类执行机构出现故障，或是液压系统中回转油路、制动器油路故障。影响局部位置抖动的主要原因为回转支承、减速机小齿轮、安装工作面等位置处设计标准未保证。本文系统地分析了产生问题的原因点并分别提出对策，基本消除了回转抖动问题，提升了整车回转平顺性，提高了客户的操作舒适性。

关键词 回转机构 回转抖动 回转支承 回转减速机 安装工作面

中图分类号：TH213 文献标识码：A

0 引言

液压传动形式的回转机构在汽车起重机上得到了广泛应用，但回转的过程中，常常伴随着回转抖动的现象发生，尤其是坐在上车操纵室内，感受愈加明显，因其极大地影响了操作的舒适性，受到越来越多重视和研究。

1 回转抖动故障现象及后果

当扳动回转手柄执行回转动作时，在回转的过程中间，整圈或局部位置，操作者在操纵室的座椅上能明显地感受到摇晃现象，此现象即为回转抖动故障。一方面此故障影响回转机构的平稳性，一方面影响操作的舒适性，有必要对此故障进行研究并消除。

2 回转抖动故障原因分析及对策

根据回转抖动现象分类，可分为整圈抖动、局部点抖动、局部一段位置抖动。由于回转机构为连续动作，故一般整圈抖动为系统原因引起；而局部点抖动、一段位置抖动，则因为其不连续性，一般由回转机构的执行部件引起。

2.1 整圈抖动原因分析及对策

2.1.1 回转机构件分析及对策

回转机构中，回转马达为高速输入端，取转速为1500rpm，回转支承的转速取3 rpm，回转减速机减速比为70，计算得，减速机转速为21.4 rpm。

当减速机、马达两类执行机构出现故障时，即使速度相对较低的减速机，其转速也达21.4 rpm，故出现抖动故障时，必然产生整圈抖动。而回转支承转速较低，且滚道采用了精密机加，故一般回转支承本身不易产生整圈回转抖动现象。故需增加马达、减速机的出厂检验，尤其是输出端的回转精度检验。出现整圈抖动问题时，可依次检查马达、减速机空转的情况下，是否有异响、不均匀转动等异常现象。

2.1.2 回转系统分析及对策

图1为回转系统作业原理图，在回转马达的进出口处设置有缓冲阀，提升回转过程平稳性，在回转减速机制动器进口处设置有制动阀，回转动作由回转操纵阀控制。

图1：回转系统作业原理图

1-缓冲阀；2-回转马达；3-回转减速机制动器；4-制动阀；5-回转操纵阀

由图1可知，马达油路和制动器油路将直接影响回转平稳性效果，当回转整圈抖动发生时，应从两条油路上逐一检查，逐一排查系统故障。

制动器油路上应重点检查开启压力是否正常，制动器一般开启压力为2MPa，由于系统存在备压或出现故障导致的备压升高等原因，抵消了一部分制动器开启压力，从而导致制动器未完全打开而产生回转过程不平稳故障，在设计制动器开启压力时，必须考虑抵消备压带来的影响。不论是马达油路还是制动器油路，往往最易发生杂物堵塞油路的故障，可先清洗故障件排故。为此，应重点做好系统的清洁度控制。同时在整车调试阶段，增加了液压油清洁度检测工序。

2.2 局部位置抖动原因分析及对策

局部位置抖动，原因产生在非连续接触的位置处，下面分别对回转机构可能原因点：回转支承、减速机小齿轮、安装工作面上分别进行分析。

2.2.1 回转支承导致的局部抖动分析及对策

根据《JB/T 2300-2011回转支承》标准，对回转支承制作精度进行了规定，以滚道中心圆直径在1120～1800mm间的回转支承为例，其轴向圆跳动应≤0.25mm，轴径向间隙应在0.08～0.45mm。其中轴线圆跳动是影响回转抖动的重要指标，因其直接反应回转支承与上下转台、车架安装面贴合度。其超差则引起安装面不达标，导致此处回转支承的变形超出设计值，从而引起局部回转抖动。

其次，还应重点检查公法线长度。图2为回转啮合关系图，公法线长度Lz直接反应整圈齿轮啮合的变动情况，当超差发生时，则导致在此区域内，回转齿轮啮合不均匀，从而导致局部回转抖动。故只要控制处回转支承的出厂质量，即可消除其带来的影响。

图2：回转啮合关系图

Lj-减速机小齿轮公法线长度；Ln-啮合间隙；Lz-回转支承公法线长度

2.2.2减速机小齿轮导致的局部抖动分析及对策

由于减速机小齿轮相比回转支承大齿更易疲劳、一般小齿轮取更高级别的9级精度。其质量控制方（下转第136页）（上接第134页）式同回转支承。

为消除大、小齿轮的齿形误差带来的影响，在装配时引入了啮合间隙Ln。整圈回转时，大、小齿轮的公法线变动引起啮合间隙Ln的变动，产生回转齿轮啮合不均匀，如Ln设置不合理，当Ln变动到

2.2.3安装工作面导致的局部抖动分析及对策

回转机构的安装工作面主要为转台安装面、车架安装面。其平面度的设计值应与《JB/T 2300-2011回转支承》标准一致，以保证安装面的一致性。由于安装的工作面均是机加面，且转台、车架等均是大型结构件，带来了机加的难度，为此，必须采用较大型的机床，辅助必要的工装，才能保证达到设计值。如工作面平面度、平行度超差，则在超差处，回转支承的齿轮与减速机小齿轮未正确啮合，从而在回转过程中，形成局部冲击，带来局部抖动。

3 结论

本文系统分析了回转抖动现象及产生的原因，影响整圈抖动的主要因素为减速机、马达此类执行机构出现故障，或是液压系统中回转油路、制动器油路故障；影响局部位置抖动的主要为回转支承、减速机小齿轮、安装工作面等位置处设计未达标及制造过程未保证，针对各故障点，本文分别对其提出了相应的设计值，同时需要严格控制制造过程，为此，需要建立全面的质量管控体系，按照设计给定的要求，分别对各零部件、装配过程中清洁度、啮合间隙等过程控制。经过以上几个方面的设计改进及在公司内部对策实施，基本消除了回转抖动问题，提升了整车回转平顺性，提高了客户的操作舒适性，大大提升了整车的竞争力。