浅谈工程机械修理方法

赵可锋 王若石

(小浪底水利水电工程有限公司，河南 济源 454681)

1 引言

工程机械是工程施工所用的机械设备的统称，广泛用于建筑工程、道路交通、矿山等行业。随着我国国民经济的快速发展，工程机械的应用也越来越广泛，工程机械的配套水平和性能状况直接影响到工程施工的质量和工期。

工程机械的工作特点是工作负荷大，行驶阻力大，发动机转速变化频繁，工作环境条件恶劣，短距离运行、停车变速制动转向频繁。即便是全新的工程机械，经过一段时间使用后，也会出现不同程度的性能下降，发生突发性或渐进性的故障。

2 机械的故障

所谓机械的故障，是指机械的各项技术指标(包括经济指标)偏离了它的正常状况。例如某些零件损坏，导致了工程机械的工作能力丧失，传动系统失去平稳而出现噪声增大，发动机功率低下及油耗量超标，液压系统效率降低，控制系统失灵而妨碍了操纵驾驶，因渗漏和排烟度大而有损于环境保护，这些均属于机械的故障。

工程机械在使用过程中与周围介质以及组成元件间产生互相作用，导致受载、磨损、生热，产生化学变化，使零件的尺寸、配合间隙、相互位置以及物理量等发生变化，改变了工程机械的初始状况。

工程机械在使用过程中，故障成因一是由于机构本身。在工作过程中，组成元件间相互作用的结果，导致机件磨损、塑性变形、疲劳破坏。二是使用、维护或保养不当。工程机械工作环境条件恶劣，造成机件的腐蚀损坏。三是偶然的因素。技术状况变差，发展成故障。

3 工程机械的修理方法

工程机械工作能力的丧失是多种原因造成的。工程机械修理时首先应进行故障分析，在清楚整机结构和工作原理基础上确定故障区域及故障元件，然后采取不同的修理方法，更简便快捷更经济的恢复机械的性能。

在对工程机械进行修理时，可能采用的基本方法可归纳如下。

3．1 换件法

这是目前工程机械修理中最普遍采用的方法，特别是对外经营的修理厂中更是以此修理方法为主。

许多易损零件都具有可换性，当原来的零件达到失效程度时，将其从机械中拆卸下来，然后更换上一个新的零件，即可恢复机械的功能。例如，达到使用极限的各种轴承、损坏的密封、发动机的缸筒活塞组等都可以进行更换。为了缩短机械的停机修理时间和提高有效度，还可以采用部件(总成)更换法，即对整个发动机、变速器……等进行更换，这种机械的修理方法在国外比较盛行。卡特彼勒的华东区代理商利星行机械就开展有挖掘机用发动机、燃油泵、液压大泵互换项目，以满足客户对于快速恢复生产的需求。

3．2 换位法

有些零件只有单边磨损或者磨损有明显的方向性，这时如果结构允许，将它换一个方向安装即可继续使用。

例如许多履带机械，其轨链大都是单边磨损，在修理时，将它转动180°，便可恢复履带的功能，并使轨链销得以充分利用，从而降低了修理成本。

笔者单位对发动机缸套也采用过更换位置修理法，效果很好。笔者单位的工程机械上装配的康明斯KTA－19发动机大约工作10000小时气缸套中部外表面就会出现发动机轴向和垂直于轴向四片蜂窝状穴蚀，穴蚀的区域在缸套外表面中部呈纵向长横向窄的椭圆形。但这时发动机缸套内壁状况良好，如果这时就更换新缸筒实在是可惜。经分析这主要是由于结构原因造成的，缸套是圆的而缸体的水室是方的，发动机工作时产生的水击压力波对发动机轴向和垂直于轴向缸套冲击最大。为此采取了对缸套旋转45度安装，将缸套穴蚀区域移到面向水室四角方向，这样已穴蚀的孔洞不必进行处理即可使用。采取以上措施可使缸套的使用寿命延长一倍。

换位法是一种简便和经济的方法，在机械修理中要充分注意利用这种方法。

3．3 调整法

用增减垫片或者调整螺钉的方法来弥补由于零件磨损而引起的配合间隙的增大，在机械修理和机械技术保养中经常采用。例如部件上的调整垫片，需根据部件和垫片的磨损状况进行增减，以恢复零件的配合间隙。发动机的配气机构由于凸轮、挺杆及气门脚的磨损，引起气门脚间隙增大，导致发动机配气相位的改变，修理时都只要通过调整即能恢复机械的正常状况。

3．4 修理尺寸法

工程机械的许多配合件在工作过程中由于磨损而出现零件几何形状的改变和配合间隙的增大，当超过规定的限度时，必须恢复其几何形状和配合间隙。采取修理尺寸法是常见的恢复方法。这种方法是将配合件中较贵重的一个零件用机械加工方法恢复其几何形状，并得到一个新的尺寸。然后以此尺寸为基准，并按照配合标准配制一个与之相配的零件，从而获得正确的配合关系。而这时原有的尺寸已经改变，由此得到的新的尺寸即称为修理尺寸。

修理尺寸法在车辆发动机的主要配合副中应用较为普遍。如气缸与活塞、曲轴与轴承等，通常是对气缸和曲轴进行整形加工，并使之达到某一修理尺寸，然后换上与此修理尺寸相适应的活塞和轴承。为了便于活塞和轴承等配件的供应，这类常见的修理尺寸已经标准化，即修理尺寸有一定的级别和级差。在此情况下，气缸和曲轴的整形加工可按一定的级别标准进行，然后配以同级的活塞和轴承即可。

笔者单位三菱自卸汽车的平衡轴，由于长期使用轴端磨损严重，上下方向磨损最为严重，呈不规则的椭圆形，与轴套的配合间隙远远超出许可范围，单纯更好轴套已不能保证配合间隙。此时若更换新平衡轴将花费高昂。经分析，采用修理尺寸法是可行的，方法是在曲轴磨床上把平衡轴磨掉一定尺寸，同时在专业复合轴承厂家定做加厚的轴套，保证轴和套的配合间隙，即可恢复使用。方法简便经济，应用效果良好。

3.5 镶套修复法。

当配合件的两个零件都较贵重，不希望采取尺寸修理法修复时，可同时对孔和轴进行机械加工，除了完成整形任务以外，通常还将孔径加以扩大，然后镶配一个内径与轴有正确配合、外径与扩大了的孔径有一定过盈的轴套。这样，相对原结构来说，是增加了一个零件，所以把这种方法称为镶套修复法。

3.6 局部更换法

一个很大的零件有时只有一个很小部位损坏。如柴油机的气门座孔由于长期磨损而下沉，它相对于发动机机体而言只是一个很小的局部，一般不宜因小而失大将整个机体报废。因此可采用局部更换法在原有座孔处加工一个座孔，然后配制一个座圈镶上，即达到了局部更换。

4 进口工程机械的国产化修理

进口工程机械在现代施工中应用越来越多，以其良好的性能和过硬的品质赢得了用户的信赖，但进口机械发生故障时进口配件价格昂贵、进口采购时间漫长，成为用户最为头疼的事情。为保证设备完好率、出勤率，笔者认为一般性、通用行配件国产化是非常必要的。当今国内机器制造业引进国外先进技术，配件的品种、质量都有长足的进步，又由于国内机器制造业与国际接轨，不少标准件、总成件均可同进口件通用。根据机种不同至少40%～70%的易损件可以国产化，但这项工作技术性很强，为了确保修理质量必须认真对待。

4.1 国产化修理的准备

设备部分零部件及总成件国产化前，必须熟知原厂家的设计思想、技术要求和技术参数，并认真正确分析原装件损坏原因。

大量搜集国内生产厂家的相关资料，进行必要的市场调查，认真挑选物美、价廉、通用性强的产品。制订比较完善的国产化修理方案然后才能实施。

4.2 国产化修理的原则

国产化的零部件及总成件，必须满足设备规定的一个中修期间间隔的使用要求，如出现早期损坏时，绝对不能对周围相关零部件产生大的伤害。

4.3 国产化的方法

国产化修理一般可用“修、造、改、代”四个字来概括。

4.3.1 “修”。以损坏的零件为恢复基础，通过焊、镶、车、锉、搪、磨、镀、热处理等工艺手段，恢复其原几何尺寸，要基本达到原有的机械性能。

4.3.2 “造”。以损坏的零件为测绘基础，力争绘制出原来零件的几何尺寸，并选定该零件接近原来的材质、硬度、冲击韧性及热处理工艺等，利用国内最好的工艺手段进行加工。此方法适用于用量较大、结构、工艺较简单的零部件。

4.3.3 “改”。由于原设计及材质原因，经常性同一部位、同一零部件造成非正常损坏，分析工况特性，以原装件为参考重新设计、加工，利用必要的安装空间增大零件的受力截面，提高零件材质和热处理工艺，或适当改动安装尺寸，由国产通用件代用。此方法适用于用量较大、结构、工艺较复杂且受力较大的零部件。

4.3.4 “代”。由国标件、通用件、引进国外标准生产件，进行同等条件的零件替换，或稍微改动安装尺寸的零件替换。

5 结束语

工程机械在现代社会生产中正发挥着越来越大的作用，工程机械的修理是机械发挥良好性能和延长机械使用寿命的重要保证。工程机械的作业条件较为恶劣，遇到施工旺季，往往连续长时间工作，相对于一般机械其故障率较高。如果由于故障被迫停工，则会极大的影响生产效益。准确分析机械故障产生的原因、制订切实可行的修理方案、不断提高工程机械修理水平是工程机械修理业的不懈追求，也是国民经济快速发展的需要。

⑴戴羽锦主编《工程机械修理学》，中国铁道出版社，1996.3

⑵焦福全，刘红兵编《工程机械故障剖析与处理》，人民交通出版社，2001.1