1．故障现象
    某液压挖掘机投入市场销售后，出现发动机冷却风扇及相关零件损坏故障，主要表现为风扇叶轮损坏、风扇轴轴承损坏、风扇胶带断裂、张紧轮轴承损坏和胶带张紧轮支承座断裂等，如图1所示。

    2．故障排查
    我们对该故障进行分析，初步认为可能有3方面原因：一是风扇质量存在问题，二是风扇动平衡失衡，三是施工环境过差。据此我们逐一进行了排查。
    （1）检查风扇质量
    该挖掘机使用的是康明斯发动机，其冷却风扇叶片端部设有护圈，该护圈与风扇叶片为一体结构（见图1a）。我们根据康明斯发动机序列号进行调查，发现同批次生产的其他发动机没有出现风扇故障。
    风扇高速旋转时，如果动平衡不合格，在高速旋转过程中会产生巨大的离心力，使风扇轴承承受巨大的偏心力，造成风扇轴承损坏。如果轴承损坏初期不能及时发现，会造成轴承卡滞、轴承座和胶带承受巨大拉力，最终导致轴承座或胶带断裂，风扇也可能因与导风罩剧烈碰撞而损坏。
    该挖掘机选用的风扇直径为696mm，风扇最高转速为2211 r/min，其圆周线速度可达200～300m/s，风扇质量为2842g，动平衡精度等级为6.3。经过计算，当风扇最高转速时，最大允许不平衡量为77.33 g·mm。
    我们对该型发动机同批次生产的其他风扇进行抽检测试，最大允许不平衡量都在规定范围内，说明风扇本身动平衡符合要求。
    虽然风扇最大允许不平衡量符合标准，但如果最大允许不平衡量产生的离心力超过风扇轴承承受的弯矩，同样也会造成轴承的损坏。发动机风扇端允许的最大弯矩为7N·m，风扇中心与风扇轴承距离为76.2mm。当离心力和风扇重力重合时弯矩最大，经计算此时风扇端弯矩为3.57 N·m，该弯矩值小于最大许用弯矩。另外，高速旋转风扇的最大力矩点只是瞬时，一般是在0.48～3.57 N·m范围之间，由此可见，该弯矩符合风扇轴承设计要求，不会对轴承造成破坏性损坏。
    （2）检查施工环境
    为了找出故障原因，我们对于风扇出现问题比较集中的地区进行调研，通过对出现风扇故障的挖掘机进行观察，发现出现故障的挖掘机基本都是在风沙比较大的地区作业，风扇护圈上黏附人量泥土，甚至有的风扇护圈上可清理出1kg的泥土，风扇护圈粘上泥土的情况如图2所示。

    风扇护圈孰附很少的泥土就会产生巨大的离心力，假设风扇护圈局部戮附质量为10g的泥土，风扇高速旋转产生的离心力可按以下公式计算：

    根据以上计算，风扇高速旋转产生的离心力为1539.7N，该离心力对风扇轴承产生的弯矩可用下式计算：
      T=（FN+m·g）L=119.45N·m
式中：T----风扇轴承受的弯矩，N·m;
      g----重力加速度，取9.8 kg/N;
      L----风扇轴承距离为76.2mm。
    以上计算得出弯矩为119.45N·m，该弯矩大于风扇轴承所能承受的弯矩（7N·m）。该弯矩相当于154kg质量的重物作用在旋转的风扇上，这个力足以造成高速旋转风扇轴承的损坏。
    由此可见，风扇带有护圈容易钻附泥土，是造成风扇损坏的主要原因。随着泥土戮附数量的增多、工作时间的推移，会造成风扇轴承的损坏。若不及时清理，还会造成风扇、轴承支撑座或胶带断裂。

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