Pasadores y bujes de cucharones de excavadora: guía completa

La resistencia al desgaste y la integridad estructural de la Pasadores y bujes de cucharón Están directamente determinados por su precisión de adaptación, la selección de materiales y la tecnología de procesamiento. Si se produce un desgaste anormal, su reemplazo no solo es complicado y costoso, sino que también puede afectar la estabilidad y la seguridad de toda la estructura de la máquina.

Desde la perspectiva de la operación del proyecto, el estado de mantenimiento de pasadores y bujes de excavadora Determina la eficiencia operativa y la frecuencia de las paradas del equipo, lo que a su vez afecta el costo de construcción y el progreso del cronograma. Muchos gerentes de equipos solo se dan cuenta de su importancia después de que ocurre la falla. Al dominar con antelación los tipos, las diferencias estructurales, los principios de selección y los métodos de mantenimiento de los pasadores y bujes del cucharón, pueden reducir eficazmente los riesgos de mantenimiento y mejorar el rendimiento general del equipo.

GFM analiza sistemáticamente los tipos, procesos de materiales, adaptabilidad al entorno de uso, métodos de selección y técnicas de mantenimiento de pasadores y bujes de cangilones, y combina muchos años de experiencia práctica y casos de clientes de la planta de fabricación de GFM para ayudarle a comprender más profundamente este socio mecánico "pequeño pero crítico".

Explicación detallada de los tipos de pasadores de cubo: desde pasadores estándar hasta pasadores de aleación de alta resistencia

El pasador del cucharón es uno de los componentes esenciales de la excavadora, ya que conecta la pluma, la varilla del balancín, la biela y el cucharón. No solo debe soportar cargas de impacto de alta intensidad, sino también mantener una alta estabilidad y fiabilidad en rotaciones y balanceos frecuentes. Con la diversificación de los requisitos de trabajo, la estructura, la configuración de los materiales y el proceso de tratamiento de superficies del pasador del cucharón evolucionan constantemente para satisfacer las necesidades de uso en diferentes condiciones de trabajo.

Clasificación estructural

Pasador recto: Este es el tipo más básico y común de pasador de cucharón, ampliamente utilizado en excavadoras pequeñas y medianas. Sus dos extremos suelen ser planos o estar equipados con ranuras para anillos de retención, fijados mediante pernos, pasadores o placas de presión. Sus ventajas son su fácil procesamiento y gran versatilidad, pero su resistencia a la fuerza lateral es media en condiciones de carga pesada.

Pasador de paso: El pasador escalonado está diseñado con un cambio de diámetro en un extremo o en la sección central del cuerpo del pasador, y se utiliza a menudo en situaciones donde se requiere una posición firme de un lado, como en la conexión entre el brazo del cucharón y la biela. El diseño escalonado proporciona un punto de apoyo de fuerza más estable para evitar el desplazamiento axial o la deformación por desplazamiento causada por el trabajo prolongado.

Pasador hueco: Este tipo de pasador de cucharón es hueco por dentro y se puede utilizar para reducir la carga de toda la máquina, instalar canales de lubricación o integrar el cableado de sensores. Se utiliza especialmente en excavadoras inteligentes y sistemas de lubricación direccional, pero sus requisitos de precisión de procesamiento y durabilidad son mayores, y se encuentra comúnmente en equipos importados o de marcas de alta gama.

Análisis de materiales

Los materiales utilizados para los pasadores de cangilones deben tener en cuenta simultáneamente la resistencia, la tenacidad y la resistencia al desgaste. Los materiales más comunes actualmente incluyen:

Acero 45#: Un material común en acero estructural al carbono, de bajo costo y buen rendimiento de procesamiento, ideal para situaciones con cargas ligeras y alta frecuencia de reemplazo. Tras el tratamiento térmico, puede alcanzar HRC40-45, pero su resistencia al desgaste es media.

40Cr: Ampliamente utilizado en pasadores de cangilones de gama media a alta, con excelentes propiedades mecánicas después del temple y revenido, y resistencia al rendimiento y a la flexión significativamente mejoradas, adecuado para operaciones de ingeniería de alta frecuencia y alta carga.

Acero de aleación 20CrMnTi: Este es un tipo de acero cementado. Tras la cementación, su dureza superficial puede alcanzar HRC58 o superior, manteniendo una buena tenacidad en el núcleo, siendo especialmente adecuado para pasadores de cangilones que requieren alta resistencia al desgaste y al impacto.

Acero inoxidable (como 304/316): Aunque rara vez se utiliza, aún tiene ventajas de aplicación en equipos de excavación pequeños en campos húmedos, altamente corrosivos o alimentarios y químicos.

Proceso de tratamiento de superficies

El tratamiento de superficies es un proceso importante para mejorar la durabilidad de los pasadores de cangilones. Diferentes métodos de tratamiento permiten afrontar diferentes desafíos ambientales:

Extinción de alta frecuencia: Se utiliza corriente de inducción para calentar la superficie a más de 1000 °C y templarla rápidamente para formar una estructura martensítica, lo que mejora significativamente la dureza superficial. Se utiliza comúnmente para pasadores de cubo de 40Cr con una profundidad de tratamiento de 1 a 3 mm.

Cromado: Se forma una capa de cromo duro sobre la superficie del eje del pasador mediante procedimientos electroquímicos para reducir la fricción y mejorar la resistencia a la corrosión. Es adecuado para condiciones de trabajo rigurosas, como polvo y altas temperaturas.

Nitruración: Un proceso de nitruración a baja temperatura con una temperatura de tratamiento inferior a la del temple puede mejorar eficazmente la resistencia a la fatiga y la dureza de la superficie y mantener la tenacidad del núcleo.

Recubrimiento y pulverización electroforética: Se utiliza principalmente para mejorar la apariencia y prevenir la oxidación. Si bien no mejora la resistencia al desgaste, puede bloquear eficazmente el proceso de oxidación y prolongar el ciclo de almacenamiento.

Recomendaciones para la selección de pasadores de cucharón para excavadoras de diferentes tonelajes

El tamaño del pasador del cucharón suele estar estrechamente relacionado con el tonelaje de la excavadora. A continuación, se presentan algunas configuraciones recomendadas:

Pasador de cubo de propósito especial

En ciertos entornos operativos específicos, el pasador del cucharón debe tener una mayor capacidad de soporte de impacto y un diseño estructural especial:

Pasador del cucharón para roca: Adecuado para cucharones de roca pesados, debe tener una resistencia al impacto extremadamente alta, generalmente está hecho de materiales 40CrNiMo o 42CrMo y un tratamiento de recubrimiento anticorrosión y templado profundo.

Pasador del cubo del martillo: El componente central que conecta el interruptor y el brazo mecánico, con un diámetro más grueso y una longitud mayor, está diseñado para resistir la vibración de alta frecuencia y la fatiga torsional.

Tipos de bujes y escenarios de aplicación

El buje cumple principalmente la función de "cojinete y protección" en la estructura de la excavadora. Se aloja en el orificio de la pieza de conexión para proporcionar soporte y guía al pasador o eje del cucharón, a la vez que evita que el orificio se desgaste o dañe. Los bujes de alta calidad no solo prolongan significativamente la vida útil del pasador del cucharón, sino que también reducen eficazmente los costos de mantenimiento posteriores y el riesgo de inactividad del equipo.

Tipos estructurales comunes

Buje sólido: Fabricado en metal sólido forjado o fundido, posee una alta resistencia estructural y es apto para cargas pesadas y condiciones de alto impacto. Su superficie suele estar templada, cromada o nitrurada para mejorar la resistencia al desgaste.

Buje dividido: También conocido como buje partido, consta de dos mitades, lo que facilita su reemplazo y su rápida instalación. Se utiliza a menudo en piezas con alto mantenimiento, como los orificios del eje del cucharón.

Buje autolubricante: Incorporado con grafito, PTFE, polvo de cobre o diseño de ranura de lubricación, reduciendo la frecuencia de lubricación o eliminando la lubricación, especialmente adecuado para entornos hostiles con mucho polvo y grasa difícil de mantener.

Buje incrustado: Utilice láminas de carburo o cerámicas de alta dureza incrustadas en la superficie de fricción del buje para mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a altas temperaturas, comúnmente utilizadas en partes de cangilones de servicio pesado de minas e ingeniería de túneles.

Diferencias en materiales y rendimiento

Las características de rendimiento de los diferentes materiales de bujes son las siguientes:

Ubicación de la aplicación y coincidencia de rendimiento

En los diferentes nodos estructurales de la excavadora, el tamaño, el grosor y el tratamiento superficial del buje se diseñarán de forma diferente según la ubicación y los requisitos de carga. Por ejemplo:

• Punto de unión entre la pluma y la varilla del cazo → Área de alto impacto, se recomienda utilizar buje integral de acero de aleación + temple de alta frecuencia.
• Orificio del eje de conexión del cucharón → Teniendo en cuenta la conveniencia de desmontaje y montaje, se prefiere el buje de cobre autolubricante dividido.
• Conexión de la varilla del cucharón y el cilindro → Se requiere una tolerancia de coincidencia precisa y un buen rendimiento de lubricación, y se utilizan principalmente manguitos bimetálicos de aleación de cobre.

Características del desgaste de los bujes y método de evaluación

Aunque el buje no soporta directamente el trabajo, se desgasta con mucha facilidad debido a la fricción continua, y su vida útil está estrechamente relacionada con la holgura del pasador del cucharón. Las formas comunes de desgaste incluyen:

• Deformación axial: se manifiesta como holgura axial, lo que provoca que el pasador del cucharón salte;
• Desgaste elíptico: la deformación del orificio correspondiente provoca un movimiento excéntrico, lo que afecta la precisión de la acción hidráulica;
• Peladura del metal: Las partículas metálicas se desprenden de la superficie, a menudo causado por una lubricación insuficiente o por la intrusión de impurezas.

Método de juicio:

• Utilice un calibrador Vernier para medir la distancia entre el pasador del cucharón y el buje. Generalmente, la distancia del conjunto nuevo es de 0,1 a 0,3 mm. Si supera los 0,5 mm, se recomienda reemplazarlo.
• Método de experiencia in situ: Use una varilla de hierro para hacer palanca en el extremo del pasador del cucharón. Si la amplitud de vibración supera los 5 mm, suele indicar que el buje está muy desgastado.

Sugerencias de selección y consejos de mantenimiento

• Siempre que se reemplace el pasador del cucharón, se debe verificar y reemplazar el buje simultáneamente para garantizar la coaxialidad y el ajuste perfecto;
• Utilice grasa de alta calidad, especialmente en ambientes polvorientos o húmedos, limpie periódicamente el puerto de llenado de aceite y agregue grasa;
• Los equipos de operación de alta frecuencia pueden utilizar manguitos de cobre autolubricantes para reducir la frecuencia de mantenimiento;

Relación de correspondencia y estándares de selección entre pasadores y bujes de cucharón

La adaptación entre los pasadores y bujes del cucharón no solo influye en la flexibilidad y estabilidad de las piezas móviles, sino que también determina la eficiencia de trabajo y la vida útil de toda la máquina. Si la adaptación es demasiado floja, es fácil causar impactos, ruido y desgaste excéntrico. Si es demasiado apretada, puede causar atascos, calentamiento o incluso daños.

La importancia de la holgura correspondiente

La llamada "holgura" se refiere al espacio entre el pasador del cucharón y el buje. Idealmente, este espacio debe ser lo suficientemente amplio como para permitir que la película de aceite lubricante genere fricción por deslizamiento, pero no tan grande como para causar vibraciones evidentes.

Espacio libre de instalación inicial recomendado:

• Excavadora pequeña: 0,1 mm ~ 0,2 mm
• Excavadora mediana: 0,15 mm ~ 0,25 mm
• Excavadora grande: 0,2 mm ~ 0,35 mm

La holgura debe ajustarse con precisión según el diámetro del pasador del cucharón, el coeficiente de expansión térmica del material y el uso previsto. Por ejemplo, en un entorno de alta temperatura y carga alta continua, se recomienda una holgura ligeramente mayor para reservar espacio para la expansión térmica.

Influencia de la expansión térmica del material y su adaptación

Los pasadores y bujes de cangilones de diferentes materiales tienen coeficientes de expansión térmica diferentes. Por ejemplo, al combinar un pasador de cangilones de acero con un buje de cobre, el coeficiente de expansión térmica del cobre es mayor, lo que puede provocar que el buje se expanda y atasque el pasador durante el funcionamiento a alta temperatura. Por lo tanto, la combinación de materiales debe considerarse cuidadosamente al inicio del diseño, ajustar la holgura y seleccionar el método de lubricación adecuado.

Ejemplo: Las consecuencias de una correspondencia incorrecta

Un cliente reemplazó un lote de pasadores de cucharón durante su uso. Aunque el tamaño era el mismo, el buje, muy desgastado, no se reemplazó al mismo tiempo, lo que provocó que los nuevos pasadores de cucharón presentaran rápidamente un desgaste desigual y arañazos. Tras la medición, se observó que la holgura de coincidencia superaba los 0,7 mm y no se podía formar la película de aceite lubricante, lo que provocaba un desgaste acelerado debido a la fricción en seco. Finalmente, todos los casquillos de los pasadores tuvieron que reemplazarse a la vez y la máquina tuvo que pararse para mantenimiento, lo que resultó en una pérdida de más de 30.000 yuanes.

Resumen de la experiencia: El uso de pasadores y bujes de cangilones es una cuestión de lógica pareada, y ninguno de ellos es indispensable. Especialmente en cargas pesadas, movimientos frecuentes o entornos húmedos y con altas temperaturas, se debe priorizar la compatibilidad de los materiales y la correcta correspondencia de las holguras.

Habilidades de inspección y montaje en sitio

Utilice un micrómetro interior y un micrómetro exterior para medir la apertura del buje y el diámetro del pasador del cucharón respectivamente para evitar errores de juicio visual;

Antes de la instalación, el pasador del cucharón se puede congelar (por ejemplo, por debajo de -20 ℃) y luego instalar rápidamente en el buje expandido por calor para mejorar la precisión del ajuste de interferencia;

Aplique una capa fina de grasa de alta temperatura para ayudar al rodaje inicial y reducir el desgaste prematuro;

Después de la instalación, la rotación debe ser suave y sin obstrucciones, y no debe haber holgura en la prueba de vibración.

Guía de selección de pasadores y bujes de cucharón en diferentes condiciones de trabajo

El entorno de construcción al que se enfrentan las excavadoras en todo el mundo es extremadamente complejo: desde suelos congelados por hielo y nieve en el norte hasta altas temperaturas y humedad en el sur, desde roca dura en minas hasta la construcción de drenaje urbano. Cada condición de trabajo presenta diferentes requisitos técnicos para los pasadores y bujes del cucharón. Una selección incorrecta afectará directamente la eficiencia operativa del equipo, la vida útil de los componentes y los costos de mantenimiento. Por lo tanto, es fundamental clasificar y recomendar las configuraciones de pasadores y bujes del cucharón adecuadas para los entornos de trabajo típicos.

Operaciones de minería y extracción de rocas con carga pesada

Características: Alta resistencia al impacto, alto nivel de polvo en condiciones de trabajo y funcionamiento del equipo con cargas elevadas a largo plazo.

Configuración recomendada:

• El material del pasador del cucharón es 42CrMo o 20CrNiMo, que tiene alta resistencia al rendimiento y buena tenacidad;
• El tratamiento de la superficie adopta un tratamiento de carburación profunda + cromado o nitruración para mejorar la resistencia al impacto y la resistencia a la corrosión;
• Se recomienda utilizar un buje de acero de aleación con alto contenido de carbono integral + diseño de ranura de lubricación de grafito incrustado para mejorar la resistencia al desgaste;
• El sistema de lubricación está equipado con una estructura de suministro de aceite centralizada y se agrega grasa una vez cada 4 horas para evitar la fricción seca del metal.

Construcción urbana municipal y edificación

Características: Operación frecuente del equipo, alta flexibilidad y alta frecuencia de rotación.

Configuración recomendada:

• El pasador del cubo está hecho de material templado de 40Cr, teniendo en cuenta tanto el costo como el rendimiento;
• La superficie se enfría mediante temple de alta frecuencia para mejorar la dureza local;
• El buje está hecho de buje de bronce dividido + estructura de ranura de aceite doble, lo que favorece una distribución uniforme de la grasa;
• Se pone énfasis en el diseño de fácil mantenimiento para garantizar que el buje pueda reemplazarse rápidamente y reducir el tiempo de inactividad.

Humedales, pantanos y sitios de conservación de agua

Características: Ambiente húmedo, envoltura de lodo y alto riesgo de corrosión.

Configuración recomendada:

• El pasador del cubo está hecho de material compuesto de acero inoxidable o de un revestimiento anticorrosión de doble capa en la superficie;
• El buje utiliza nailon POM o buje de bronce + una capa protectora externa de poliuretano para evitar la entrada de agua;
• Concéntrese en fortalecer la estructura de sellado, como agregar un anillo antipolvo + sello de aceite a prueba de agua para reducir la tasa de erosión por corrosión;
• Después de la construcción diaria, las piezas deben enjuagarse con una pistola de agua a alta presión y volver a engrasarse.

Ambiente frío (como el noreste de China, Rusia y Canadá)

Características: Los materiales metálicos son propensos a volverse frágiles en condiciones de baja temperatura y la fluidez de la grasa se deteriora.

Configuración recomendada:

• El pasador del cucharón adopta un acero de aleación reforzado con tenacidad a baja temperatura + un proceso de tratamiento térmico de templado a baja temperatura para evitar que se agriete por fragilidad por debajo de -40 °C;
• Se recomienda utilizar buje de aleación autolubricante + grasa de alta temperatura a base de litio;
• Se selecciona el sistema de sellado de doble capa especialmente diseñado para entornos de baja temperatura para evitar las heladas internas;
• Se recomienda precalentar y arrancar el equipo durante 2 a 5 minutos por turno para reducir el estrés provocado por el arranque en frío.

Condiciones de trabajo desérticas, de altas temperaturas y áridas (como en Oriente Medio y África)

Características: Alta temperatura ambiente, viento fuerte y arena, y fácil secado de la grasa.

Configuración recomendada:

• El pasador del cucharón está hecho de acero de aleación de níquel-cromo + tratamiento de nitruración superficial, que tiene en cuenta la resistencia al calor y la resistencia al desgaste;
• El buje está hecho de material de aleación de cobre autolubricante + diseño de anillo de sellado antiarena;
• Es necesario agregar grasa dos veces al día y se recomienda utilizar grasa sintética resistente a altas temperaturas;
• Agregue una cubierta de tela antiarena o una estructura a prueba de polvo de múltiples capas para evitar que la arena se incruste.

Escenarios especiales personalizados (rompedor, martillo vibratorio de alta frecuencia)

Características: Condiciones de trabajo de vibración de alta frecuencia, enorme carga de impacto.

Configuración recomendada:

• Se utiliza acero templado y revenido de ultra alta resistencia (como 35CrMo) + temple por inducción profunda para los pasadores de cangilones;
• El buje adopta una estructura anidada de carburo con un coeficiente de fricción superficial extremadamente bajo;
• Agregue arandelas amortiguadoras de vibraciones o elementos de sellado de alta elasticidad para prolongar la vida útil.

Aunque los pasadores y bujes del cucharón son piezas pequeñas en las excavadoras, conllevan una gran responsabilidad. Desde la selección y el diseño de materiales, el proceso de adaptación hasta la adaptabilidad a diferentes condiciones de trabajo, cada componente debe evaluarse científicamente en función del entorno de la obra y las características de carga del equipo. Con esta guía, podemos ver:

• Los distintos tipos de pasadores y bujes de cucharón no son intercambiables, pero deben combinarse con precisión según el propósito;
• La holgura de coincidencia y la precisión de montaje afectan directamente la vida útil y la estabilidad de toda la máquina;
• La selección de materiales profesionales, métodos de sellado y soluciones de lubricación para diferentes condiciones de trabajo es fundamental para prolongar la vida útil;
• La inspección regular, el reemplazo a pedido y la lubricación científica son garantías importantes para evitar fallas prematuras y reducir los costos de mantenimiento.

Como experimentado fabricante de piezas de excavadoraGFM se basa en la fabricación de alta calidad, la rigurosa selección de materiales y un diseño estructural práctico como principales ventajas para ofrecer a sus clientes soluciones personalizadas de pasadores y bujes para cangilones. Ya sea que esté realizando proyectos mineros, municipales o en entornos especiales, siempre que seleccione el modelo correcto y realice un mantenimiento estandarizado, los pasadores y bujes para cangilones le brindarán un soporte estable y confiable para su equipo. Soporte estable, seguro y duradero.

Elegir la profesionalidad significa elegir la eficiencia y el valor a largo plazo.