秸稈撿拾打捆機(jī)活塞連桿斷裂故障分析及改進(jìn)方法

張亞萍

摘 要：敘述了某種型號(hào)秸稈方捆打捆機(jī)的工作原理，介紹了打捆機(jī)在使用中出現(xiàn)的故障，根據(jù)故障現(xiàn)象，分析出了故障產(chǎn)生的原因。針對(duì)故障產(chǎn)生的原因，進(jìn)行了深入的分析與研究，提出了最終解決故障的措施和方法，改進(jìn)后故障消除，機(jī)器工作穩(wěn)定，運(yùn)行狀態(tài)良好。

關(guān)鍵詞：打捆機(jī);連桿;故障;分析;改進(jìn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S225 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.065

0 引言

近年來(lái)農(nóng)作物秸稈已經(jīng)變廢為寶，既可作為牲畜飼料，又可以粉碎壓塊作為民用燃料，或做為生物質(zhì)發(fā)電燃料被廣泛利用。農(nóng)作物秸稈的廣泛綜合利用，給秸稈撿拾打捆機(jī)提供了廣闊的發(fā)展空間。但是，秸稈撿拾打捆機(jī)市場(chǎng)發(fā)展也出現(xiàn)了魚(yú)龍混雜的現(xiàn)象，某型號(hào)方捆撿拾打捆機(jī)，在作業(yè)過(guò)程中頻繁發(fā)生因往復(fù)壓捆活塞連桿斷裂而不能正常工作，給用戶造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過(guò)分解機(jī)器進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：該型號(hào)撿拾打捆機(jī)由于某些部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，從而導(dǎo)致機(jī)器多次出現(xiàn)故障而致使機(jī)器不能正常工作。

1 工作原理

整機(jī)由主車(chē)牽引，動(dòng)力由主機(jī)傳動(dòng)軸經(jīng)傳動(dòng)箱傳遞給偏心輪，偏心輪帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄帶動(dòng)連桿及往復(fù)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞不斷將撿拾器輸送來(lái)的牧草或秸稈壓實(shí)，從而完成秸稈的壓實(shí)打捆作業(yè)。

2 故障現(xiàn)象

某草業(yè)公司采購(gòu)了一批秸稈方捆撿拾打捆機(jī)，商品到貨后正值水稻收獲季節(jié)，當(dāng)?shù)卣蠹哟蠼斩挀焓按虬厥樟Χ?，防止農(nóng)民焚燒秸稈后帶來(lái)環(huán)境污染。公司立即安排人手準(zhǔn)備歇人不歇機(jī)，開(kāi)展秸稈撿拾打包作業(yè)。令人意想不到的事情發(fā)生了，機(jī)器下地后進(jìn)行作業(yè)，不到一天的時(shí)間，曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的連桿就斷了，不但連桿斷了，還把曲柄連桿活塞腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)件全部打壞，腔室壁3 mm厚的鋼板打出了大窟窿，且本次購(gòu)買(mǎi)的10臺(tái)機(jī)器，幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了同樣的問(wèn)題，甚至個(gè)別機(jī)器還發(fā)生了傳動(dòng)軸斷裂，傳動(dòng)箱齒輪全部打齒報(bào)廢的惡劣現(xiàn)象。

3 故障產(chǎn)生的原因

根據(jù)產(chǎn)生的故障對(duì)打捆機(jī)進(jìn)行分解檢測(cè)，其故障部位主要為壓捆活塞、連桿、偏心輪后壁。

檢測(cè)后修復(fù)連桿重新裝機(jī)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪曲柄及連桿活塞，發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏心曲柄即將轉(zhuǎn)至前止點(diǎn)時(shí)，往復(fù)活塞的前端被偏心輪后壁上附著的一層硬物卡死，僅憑手動(dòng)的力量已無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)去。進(jìn)一步檢測(cè)該機(jī)曲柄活塞腔室發(fā)現(xiàn)，在偏心輪后壁上附著一層大約5 mm厚的稻草纖維及泥土混合物，這些附著物異常堅(jiān)硬。清除附著物后轉(zhuǎn)動(dòng)偏心曲柄機(jī)構(gòu)，使活塞運(yùn)動(dòng)到前止點(diǎn)，檢測(cè)活塞前端到偏心輪后壁的間隙為4 mm。撿拾打包機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)水稻剛剛收獲完畢，隨后氣溫逐漸降低，秸稈的水分來(lái)不及蒸發(fā)導(dǎo)致含水量較大，具有較高的濕度和韌性，當(dāng)機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)時(shí)，由于秸稈撿拾輸送過(guò)程中產(chǎn)生的短纖維以及夾雜的泥土，充滿了偏心曲柄機(jī)構(gòu)內(nèi)腔室，這些細(xì)微纖維狀的夾雜物很容易聚積附著在內(nèi)腔壁上，隨著機(jī)器的作業(yè)時(shí)間增加，聚集附著物越來(lái)越多，當(dāng)附著物達(dá)到一定厚度時(shí)便被活塞前端擠壓，形成附著—擠壓—再附著—再擠壓，最終達(dá)到不可壓縮時(shí)，在主機(jī)的帶動(dòng)下曲柄連桿的受力超出了其抗拉強(qiáng)度被拉斷。由于連桿被拉斷的瞬間主機(jī)很難立即停止工作，短時(shí)間內(nèi)偏心曲柄連桿機(jī)構(gòu)在主機(jī)的帶動(dòng)下仍在高速旋轉(zhuǎn)，曲柄連桿如粉碎機(jī)的飛棰一樣擊打腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)件，造成偏心曲柄連桿機(jī)構(gòu)腔室內(nèi)的結(jié)構(gòu)件及腔壁被擊打變形甚至報(bào)廢。所以，經(jīng)過(guò)綜合分析后認(rèn)為，偏心曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞前端至偏心輪后壁之間的間隙過(guò)小，是機(jī)器作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生一系列故障的根本原因。

4 解決措施

針對(duì)該機(jī)存在的故障，經(jīng)過(guò)上述分析可以看出，該機(jī)設(shè)計(jì)偏心曲柄連桿活塞腔室時(shí)預(yù)留的活塞前端至偏心輪后壁的間隙過(guò)小，沒(méi)有充分考慮到打捆機(jī)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的纖維、粉塵、泥土及秸稈含水量等諸多因素的影響，致使壓捆活塞的前端與偏心輪后壁之間的預(yù)留間隙很快被泥土纖維粉塵形成的混合物附著、聚集、填滿，并被往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活塞壓實(shí)，直至不可壓縮后造成連桿斷裂、傳動(dòng)軸折斷、齒輪箱報(bào)廢等一系列故障。經(jīng)過(guò)綜合分析最終決定，將偏心曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞前端至偏心輪后壁的間隙加大到14 mm，使偏心曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞前端至偏心輪后壁的間隙大于聚集物所能附著的最大厚度，這樣往復(fù)活塞前端觸碰到附著物之前聚集的附著物就已經(jīng)脫落，有效避免了因附著物被反復(fù)擠壓造成的連桿斷裂惡性事故。改進(jìn)后的打捆機(jī)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，狀態(tài)穩(wěn)定可靠，使上述問(wèn)題得到了很好的解決。

5 結(jié)論

該型號(hào)的秸稈方捆撿拾打捆機(jī)連桿斷裂，是偏心連桿腔室設(shè)計(jì)不合理造成的，經(jīng)過(guò)綜合分析最終確定，將偏心曲柄連桿活塞前端至偏心輪后壁的間隙加大到14 mm后，很好的解決了該機(jī)連桿斷裂的故障。