Los dientes del cucharón de las excavadoras. son componentes importantes y también piezas vulnerables, mientras que los dientes del cucharón de las excavadoras de segunda mano son más vulnerables. Diente de cucharón combinado compuesto por un asiento de diente y una punta de diente, que están conectados por un eje de pasador. Debido al desgaste y falla de los dientes del cucharón, la punta del diente es la única pieza que necesita ser reemplazada.
Analisis de CASO:
Un diente de cubo de un excavadora a cielo abierto Falló temprano debido al desgaste severo durante el uso. En respuesta a este lote de dientes de cucharón, se analizaron la forma de falla y la causa de la superficie de los dientes del cucharón y se propusieron medidas de mejora.
Los dientes del cucharón de excavadora son componentes importantes y partes vulnerables de las excavadoras. Son una combinación de dientes de cuchara compuestos por un asiento de diente y una punta de diente, que están conectados por un eje de pasador. Debido al desgaste y falla de los dientes del cucharón, la punta del diente es la única pieza que necesita ser reemplazada.
1. Formulario de fracaso
Los dientes del cucharón de excavadora están sujetos a diversos grados de desgaste e impacto durante el servicio en diferentes condiciones de trabajo, lo que resulta en diversos grados y formas de falla. El diente del cucharón falla después de sólo 3 días de uso (aproximadamente 36 horas) en condiciones normales de trabajo, lo que no cumple con los requisitos tanto desde el punto de vista económico como de uso. En las fotografías macroscópicas de las piezas defectuosas de este lote, se puede ver que hay arañazos evidentes en forma de surcos en la superficie de trabajo frontal de los dientes del cucharón de la excavadora, con una pequeña cantidad de deformación plástica en la punta y sin grietas. La superficie de trabajo delantera (la superficie en contacto con el suelo) es la más delgada, de unos 4 mm, y la superficie de trabajo trasera es de unos 8 mm.
2 、 Análisis y discusión
(1) El análisis de fuerza muestra que la superficie de trabajo de los dientes del cucharón está en contacto con el objeto excavado y la situación de fuerza varía durante las diferentes etapas de trabajo de un proceso de excavación completo. Cuando la punta del diente entra en contacto por primera vez con la superficie del material, la punta del diente del cucharón se somete a un fuerte impacto debido a su rápida velocidad. Si el límite elástico de los dientes del cucharón es bajo, se producirá deformación plástica en la punta. A medida que aumenta la profundidad de excavación, la fuerza sobre los dientes del cucharón cambiará. Cuando los dientes del cucharón cortan el material, los dientes del cucharón se mueven en relación con el material, generando una presión de extrusión positiva significativa en la superficie, lo que resulta en una fuerza de fricción significativa entre la superficie de trabajo de los dientes del cucharón de la excavadora y el material. Si el material son bloques de roca dura, hormigón, etc., la fuerza de fricción será significativa. Los efectos repetidos de este proceso dan como resultado diversos grados de desgaste superficial en la superficie de trabajo de los dientes del cucharón, lo que resulta en surcos más profundos. La presión positiva en la cara de trabajo delantera es significativamente mayor que en la cara de trabajo trasera, y la cara de trabajo delantera está muy desgastada. Se puede determinar que la presión positiva y la fricción son los principales factores mecánicos externos que causan la falla de los dientes del cucharón de la excavadora y desempeñan un papel importante en el proceso de falla.
(2) Análisis del proceso: tome dos muestras de las superficies de trabajo frontales y dos muestras de las superficies de trabajo traseras y muélalas para realizar pruebas de dureza. Se encontró que existe una diferencia significativa en la dureza en la misma muestra y se determina preliminarmente que el material es desigual. Después de esmerilar, pulir y corroer las muestras, se descubrió que había límites obvios en cada muestra, pero las posiciones de los límites eran diferentes. Desde una perspectiva macro, el área circundante aparece de color gris claro, con un color más oscuro en el medio, lo que indica que es probable que la pieza sea una pieza fundida incrustada. Desde una perspectiva superficial, la parte cerrada también debería ser un bloque empotrado. Las pruebas de dureza se realizaron en ambos lados del límite utilizando el probador de dureza Rockwell digital HRS-150 y el probador de microdureza digital MHV-2000, y se encontraron diferencias significativas (consulte la Tabla 1). Mediante el análisis anterior, se confirma que los dientes del cucharón tienen una estructura de inserción. La parte cerrada es el inserto y la parte circundante es el sustrato. La composición de los dos es similar y la aleación se lleva a cabo con elementos como Cr, Mn, Si, etc. Los principales componentes de la aleación (fracción de masa, %) son 0,38C, 0,91Cr, 0,83Mn y 0,92Si. Las propiedades mecánicas de los materiales metálicos dependen de su composición y del proceso de tratamiento térmico. La similitud en la composición pero las diferencias en la dureza indican que los dientes del cucharón se pusieron en uso sin tratamiento térmico después de la fundición. Las posteriores observaciones organizativas también demostraron este punto.
(3) El análisis de la microestructura y la observación metalográfica muestran que la matriz se compone principalmente de una estructura de escamas finas negras y la estructura de incrustación se compone de dos partes: bloque blanco y escamas finas negras. Además, hay más estructuras de bloques blancos lejos del área de la sección transversal. Otras pruebas de microdureza demuestran que la estructura del bloque blanco es ferrita y la estructura de escamas finas negras es una mezcla de troostita o troostita y perlita. La formación de grandes bloques de ferrita en el inserto es similar a la formación de algunas zonas de cambio de fase en la zona afectada por el calor de la soldadura. Debido al efecto térmico del metal fundido durante el proceso de fundición, esta área se ubica en la zona bifásica de austenita y ferrita, donde la ferrita crece completamente y su microestructura permanece a temperatura ambiente. Debido a la pared dentada relativamente delgada del cucharón de la excavadora y al gran volumen del inserto, la temperatura en el centro del inserto es baja y no se forma ferrita grande.
(4) El análisis de rendimiento muestra que la resistencia al desgaste del sustrato y el inserto bajo condiciones de prueba de desgaste abrasivo de pequeño impacto es mejor que la del acero 45 templado mediante pruebas de desgaste en la máquina de prueba de desgaste MLD-10. Al mismo tiempo, existe una diferencia en la resistencia al desgaste entre el sustrato y el inserto, y el sustrato es más resistente al desgaste que el inserto. La composición en ambos lados del sustrato y el inserto es similar, lo que indica que el inserto en los dientes del cucharón sirve principalmente como hierro frío. Refina los granos de la matriz durante el proceso de fundición para mejorar su resistencia y resistencia al desgaste. Debido a la influencia del calor de fundición sobre el inserto, se produce una estructura similar a la zona afectada por el calor de soldadura, lo que no mejora la resistencia al desgaste. Si se lleva a cabo un tratamiento térmico adecuado después de la fundición para mejorar la estructura del sustrato y el inserto, mejorará significativamente la resistencia al desgaste y la vida útil de los dientes del cucharón de la excavadora.
3 、 Conclusión
(1) El material de los dientes del cucharón es acero de baja aleación resistente al desgaste, adecuado para los dientes del cucharón. Sin embargo, debido a la falta del tratamiento térmico necesario, la estructura de los dientes del cucharón de la excavadora es desigual y los insertos no desempeñan la función que les corresponde. La resistencia general al desgaste de los dientes del cucharón es deficiente, lo que provoca fallos prematuros.
(2) Se recomienda normalizar adecuadamente la fundición después de la fundición para mejorar su estructura y propiedades y prolongar su vida útil. Después de un tratamiento térmico razonable de la pieza fundida, la vida útil de los dientes del cucharón se ha incrementado casi al doble en las mismas condiciones de trabajo.