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1.電子調(diào)速系統(tǒng)工作原理

一臺(tái)德國(guó)原裝寶馬牌MPH100S型穩(wěn)定土拌合機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)拌合機(jī)）出現(xiàn)工作無(wú)力現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行拌合施工。

停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，拌合轉(zhuǎn)子一側(cè)液壓馬達(dá)曲軸從伸出殼體外的根部折斷，失去驅(qū)動(dòng)功能。因拌合轉(zhuǎn)子由左、右2個(gè)馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)只剩1個(gè)馬達(dá)工作，其輸出扭矩不能滿(mǎn)足工況要求，由此造成拌合機(jī)工作無(wú)力。將該馬達(dá)解體后，還發(fā)現(xiàn)五星體滑盤(pán)斷裂、柱塞與缸孔之間的密封圈老化變形和配流器密封環(huán)嚴(yán)重磨損等現(xiàn)象。

該拌合機(jī)是20年以前的產(chǎn)品，所配裝馬達(dá)為英國(guó)SMA 1600 B1143型低速大扭矩液壓馬達(dá)，該型號(hào)馬達(dá)現(xiàn)已不再生產(chǎn)，并被新型馬達(dá)取代，由于損壞程度比較嚴(yán)重，只能更換新總成。但是在國(guó)內(nèi)找不到替代品，國(guó)外訂貨需29萬(wàn)元且供貨期至少1個(gè)月。因購(gòu)置費(fèi)用高、供貨時(shí)間長(zhǎng)，遂決定自行修復(fù)。

1.加工制作馬達(dá)曲軸

(1)?結(jié)構(gòu)與原理

馬達(dá)曲軸的輸出端通過(guò)連接套與拌合轉(zhuǎn)子中心軸連接，連接套的一側(cè)與馬達(dá)曲軸以矩形平鍵結(jié)合，另一側(cè)以花鍵與拌合轉(zhuǎn)子花鍵軸連接。連接套的作用是保護(hù)馬達(dá)曲軸不受損壞。一旦馬達(dá)曲軸損壞，修理過(guò)程繁瑣，且維修費(fèi)用高。為此需要增加1個(gè)連接套，當(dāng)作易損件使用，其承受扭力的強(qiáng)度應(yīng)略低于馬達(dá)曲軸的強(qiáng)度。

由該馬達(dá)工作原理可知，馬達(dá)曲軸分為4個(gè)工作部分：

一是配流部分。其進(jìn)、回油2道環(huán)槽采用鑄鐵密封環(huán)間隙密封。軸與軸套的配合間隙至關(guān)重要，若中間的一道密封環(huán)因密封不良而產(chǎn)生泄漏，將造成進(jìn)油腔與回油腔直接連通，馬達(dá)就無(wú)法正常工作。

二是能量轉(zhuǎn)換部分。由進(jìn)、回油2個(gè)配流口和馬達(dá)曲軸上的偏心圓構(gòu)成。偏心圓的偏心量及偏心圓與五星體軸孔的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和馬達(dá)承載的壓力（最高32.8 MPa），取其配合間隙0.04～0.08 mm。

三是支承部分。它位于偏心圓兩側(cè)，用于安裝2個(gè)不同型號(hào)的圓錐滾子軸承。

四是動(dòng)力輸出部分。這部分伸出馬達(dá)殼體之外，而且外露的根部剛好是直徑變化部位。由于該部位應(yīng)力集中，容易斷裂，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在該部位設(shè)置過(guò)渡圓弧。

拌合機(jī)在施工時(shí)，由于過(guò)載和交變載荷的沖擊時(shí)有發(fā)生，馬達(dá)曲軸極易損壞，因此需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

(2)?改進(jìn)方案?

根據(jù)以上分析，我們測(cè)繪了馬達(dá)曲軸零件加工圖，并在此基礎(chǔ)上改進(jìn)。改進(jìn)后結(jié)構(gòu)尺寸如附圖所示。

馬達(dá)轉(zhuǎn)矩通過(guò)馬達(dá)曲軸輸出，這就要求馬達(dá)曲軸要有足夠的強(qiáng)度；曲軸頸又是軸承內(nèi)圈，必須具有較高的硬度。最后決定選用20CrMnMo材質(zhì)，并采用先調(diào)質(zhì)后滲碳熱處理工藝，以保證表面硬度和芯部韌性。加工時(shí)則應(yīng)保證偏心圓表面形位尺寸及2個(gè)軸承軸徑的同軸度及平行度。

由于該曲軸加工精度要求高，且熱處理后易產(chǎn)生變形，因此要適當(dāng)增加滲碳深度和磨削余量。其加工工藝流程為：

模鍛→粗車(chē)（留余量2 mm）→調(diào)質(zhì)→粗車(chē)偏心→精車(chē)外圓→鉆孔（長(zhǎng)孔）→精銑鍵槽和油道→表面滲碳處理（硬度：HRC58～62）→精磨外圓和曲拐→堵油孔→檢驗(yàn)。

2.加工五星體滑盤(pán)

五星體滑盤(pán)正面滑槽與背面滑槽互相垂直，其正面滑槽與五星體上的凸軌相接合，背面滑槽與馬達(dá)殼端蓋上的凸軌相接合，在工作中隨著馬達(dá)曲軸的旋轉(zhuǎn)做平面擺動(dòng)（自由滑動(dòng)），與馬達(dá)的其他組件一起實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能。

原廠五星體滑盤(pán)由球墨鑄鐵鑄造而成，因單件鑄造成本高，所以改用機(jī)加工方法制作，材質(zhì)選用45號(hào)鋼板。其加工工藝流程為：刨平面→精銑平面→精銑滑槽（兩面滑槽的垂直度為0.03 mm）→精磨平面(平面度0.03 mm)。

3.定做柱塞和配流盤(pán)密封件

柱塞與缸孔之間的密封采用Y型聚四氟乙烯密封圈，安裝在5個(gè)缸孔上部；配流盤(pán)密封采用鑄鐵環(huán)對(duì)進(jìn)、回油道進(jìn)行密封。由于國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)密封圈、密封環(huán)的廠家很多，而且質(zhì)量有保證，所以采取了定做方法予以解決。

4.組裝馬達(dá)

組裝前，須檢驗(yàn)偏心軸部位的軸徑與五星體孔徑之間的裝配間隙。方法是：先用外徑千分尺測(cè)量偏心軸直徑，再用內(nèi)徑量表測(cè)量五星體孔徑，2個(gè)數(shù)值相減，得到裝配間隙為0.05 mm，符合設(shè)計(jì)要求；再在偏心軸表面和五星體孔徑內(nèi)涂一層液壓油，將五星體套裝在偏心軸部位，檢查五星體可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明裝配間隙符合技術(shù)要求。

五星體滑盤(pán)的滑槽與滑軌裝配后，滑盤(pán)能在滑軌中自由移動(dòng)且無(wú)曠量，說(shuō)明裝配間隙適宜。馬達(dá)整體裝配完畢后，用長(zhǎng)度為400 mm的管鉗卡住馬達(dá)曲軸輸出端（要防止損傷曲軸），單手施力轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)曲軸進(jìn)行檢驗(yàn)，馬達(dá)曲軸可緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，至此完成裝配工作。

將修復(fù)后的轉(zhuǎn)子馬達(dá)安裝到拌合機(jī)上，按照原廠設(shè)計(jì)的拌合深度進(jìn)行拌合施工，工作正常，工作無(wú)力現(xiàn)象消失。此時(shí)檢測(cè)其最高工作壓力為32.8 MPa ，完全符合該機(jī)技術(shù)性能要求。