Les dents de godet des excavatrices sont des composants importants et également des pièces vulnérables, tandis que les dents de godet des pelles d'occasion sont plus vulnérables. Dent de godet combinée composée d'un siège de dent et d'une pointe de dent, qui sont reliés par un arbre à broche. En raison de l’usure et de la défaillance des dents du godet, la pointe de la dent est la seule pièce à remplacer.

Analyse de cas:

Une dent de seau d'un pelle à ciel ouvert est tombé en panne prématurément en raison d'une usure importante pendant l'utilisation. En réponse à ce lot de dents de godet, la forme de défaillance et la cause de la surface des dents de godet ont été analysées et des mesures d'amélioration ont été proposées.
Les dents du godet d’excavatrice sont des composants importants et des pièces vulnérables sur les excavatrices. Il s'agit d'une combinaison de dents de godet composées d'un siège de dent et d'une pointe de dent, reliées par un arbre à goupille. En raison de l’usure et de la défaillance des dents du godet, la pointe de la dent est la seule pièce à remplacer.

1、Formulaire d'échec

Les dents du godet d'excavatrice sont soumises à divers degrés d'usure et d'impact pendant leur service dans différentes conditions de travail, ce qui entraîne divers degrés et formes de défaillance. La dent du godet tombe en panne après seulement 3 jours d'utilisation (environ 36 heures) dans des conditions normales de travail, ce qui ne répond pas aux exigences tant du point de vue économique que d'utilisation. À partir des photos macroscopiques des pièces défectueuses de ce lot, on peut voir qu'il y a des sillons évidents comme des rayures sur la surface de travail avant des dents du godet de l'excavatrice, avec une petite quantité de déformation plastique à la pointe et aucune fissure. La surface de travail avant (la surface en contact avec le sol) est la plus fine, environ 4 mm, et la surface de travail arrière est d'environ 8 mm.

2、Analyse et discussion

(1) L'analyse des forces montre que la surface de travail des dents du godet est en contact avec l'objet excavé et que la situation de force varie au cours des différentes étapes de travail d'un processus d'excavation complet. Lorsque la pointe de la dent entre en contact pour la première fois avec la surface du matériau, la pointe de la dent du godet est soumise à un fort impact en raison de sa vitesse rapide. Si la limite d'élasticité des dents du godet est faible, une déformation plastique se produira à la pointe. À mesure que la profondeur d’excavation augmente, la force exercée sur les dents du godet change. Lorsque les dents du godet coupent le matériau, les dents du godet se déplacent par rapport au matériau, générant une pression d'extrusion positive significative sur la surface, ce qui entraîne une force de friction importante entre la surface de travail des dents du godet de l'excavatrice et le matériau. Si le matériau est constitué de blocs de roche dure, de béton, etc., la force de frottement sera importante. Les effets répétés de ce processus entraînent divers degrés d’usure de la surface de travail des dents du godet, ce qui entraîne des sillons plus profonds. La pression positive sur le front de taille avant est nettement supérieure à celle sur le front de travail arrière, et le front de travail avant est très usé. On peut déterminer que la pression positive et le frottement sont les principaux facteurs mécaniques externes provoquant la défaillance des dents du godet de la pelle, jouant un rôle majeur dans le processus de défaillance.

(2) Analyse du processus : prélevez deux échantillons sur les surfaces de travail avant et deux échantillons sur les surfaces de travail arrière, et broyez-les à plat pour les tests de dureté. Il a été constaté qu'il existe une différence significative de dureté sur le même échantillon et il est préalablement déterminé que le matériau est inégal. Après broyage, polissage et corrosion des échantillons, il a été constaté qu’il y avait des limites évidentes sur chaque échantillon, mais que les positions des limites étaient différentes. D'un point de vue macro, la zone environnante apparaît gris clair, avec une couleur plus foncée au milieu, indiquant que la pièce est probablement un moulage encastré. Du point de vue de la surface, la partie fermée doit également être un bloc encastré. Des tests de dureté ont été effectués des deux côtés de la frontière à l'aide du testeur de dureté numérique Rockwell HRS-150 et du testeur de microdureté numérique MHV-2000, et des différences significatives ont été trouvées (voir tableau 1). Grâce à l'analyse ci-dessus, il est confirmé que les dents du godet sont constituées d'une structure à insert. La partie fermée est l'insert et la partie environnante est le substrat. La composition des deux est similaire et l'alliage est réalisé avec des éléments tels que Cr, Mn, Si, etc. Les principaux composants d'alliage (fraction massique, %) sont 0,38C, 0,91Cr, 0,83Mn et 0,92Si. Les propriétés mécaniques des matériaux métalliques dépendent de leur composition et du procédé de traitement thermique. La similitude de composition mais les différences de dureté indiquent que les dents du godet ont été utilisées sans traitement thermique après la coulée. Les observations organisationnelles ultérieures ont également prouvé ce point.

(3) L'analyse de la microstructure et l'observation métallographique montrent que la matrice est principalement composée d'une structure de fins flocons noirs et que la structure d'incrustation est composée de deux parties : un bloc blanc et un fin flocon noir. De plus, il y a davantage de structures de blocs blancs loin de la zone de coupe transversale. D'autres tests de microdureté prouvent que la structure du bloc blanc est de la ferrite et que la structure noire en fines paillettes est un mélange de troostite ou de troostite et de perlite. La formation de gros blocs de ferrite dans l’insert est similaire à la formation de certaines zones de changement de phase dans la zone affectée thermiquement par le soudage. En raison de l'effet thermique du métal en fusion pendant le processus de coulée, cette zone est située dans la zone biphasée d'austénite et de ferrite, où la ferrite se développe pleinement et sa microstructure reste à température ambiante. En raison de la paroi dentaire relativement mince du godet de l'excavatrice et du grand volume de l'insert, la température au centre de l'insert est basse et aucune ferrite importante ne se forme.

(4) L'analyse des performances montre que la résistance à l'usure du substrat et de l'insert dans des conditions de test d'usure abrasive à faible impact est meilleure que celle de l'acier 45 trempé grâce à des tests d'usure sur la machine d'essai d'usure MLD-10. Dans le même temps, il existe une différence de résistance à l'usure entre le substrat et l'insert, et le substrat est plus résistant à l'usure que l'insert. La composition des deux côtés du substrat et de l'insert est similaire, ce qui indique que l'insert dans les dents du godet sert principalement de fer froid. Affinez les grains de la matrice pendant le processus de coulée pour améliorer leur résistance et leur résistance à l'usure. En raison de l'influence de la chaleur de coulée sur l'insert, celui-ci produit une structure similaire à la zone affectée par la chaleur de soudage, ce qui n'améliore pas la résistance à l'usure. Si un traitement thermique approprié est effectué après la coulée pour améliorer la structure du substrat et de l'insert, cela améliorera considérablement la résistance à l'usure et la durée de vie des dents du godet de l'excavatrice.

3、Conclusion

(1) Le matériau des dents du godet est un acier faiblement allié résistant à l’usure, adapté aux dents du godet. Cependant, en raison de l'absence de traitement thermique nécessaire, la structure des dents du godet de la pelle est inégale et les inserts ne jouent pas le rôle qui leur est dû. La résistance globale à l’usure des dents du godet est médiocre, ce qui entraîne une défaillance précoce.

(2) Il est recommandé de normaliser le moulage de manière appropriée après le moulage pour améliorer sa structure et ses propriétés et prolonger sa durée de vie. Après un traitement thermique raisonnable de la pièce moulée, la durée de vie des dents du godet a été presque doublée dans les mêmes conditions de travail.