Поломка муфты привода насосов ZX330-3: разбор усталостного излома болта

Дмитрий Зверев, механик · 16 июля 2025 г.

Отчет о поломке муфты привода основного насоса экскаватора ZX330-3.

Описание ситуации клиентом

Экскаватор работал нормально. Ничего не предвещало беды. Машинист остановил машину на время обеда. После обеда завести не смог. Стартер не проворачивает двигатель. Подумали, что сели АКБ. Привезли свежие — результат тот же. Втягивающее реле щелкает, приборка тухнет от нагрузки, но двигатель не проворачивается.

Наши действия

Уровень масла везде в норме. Вопросов по качеству масла тоже нет. Глушитель и воздушный фильтр изнутри сухие.
Попробовали провернуть двигатель за вентилятор — не движется ни на миллиметр. Ни туда, ни обратно.
Отсоединили редуктор привода насосов от двигателя. При этом не отсоединяли шланги. Придерживали насосный агрегат манипулятором и оттянули в сторону.

Обнаружили

Один из кулачков ведомой полумуфты отломан и лежит в пространстве картера муфты.

Картер муфты привода с отломанным кулачком внутри — Отломанный кулачок ведомой полумуфты в картере муфты

Извлечённый кулачок, пластиковая обойма и снятая ведомая полумуфта — Извлечённый кулачок и снятая ведомая полумуфта

Кулачок был извлечен из картера. И снята ведомая полумуфта:

Кулачок немного «поджёван». В кулачке остался обломок болта крепления. Обломок болта при надавливании пальцем из кулачка не извлекался. Болт сломался «под обрез». Вторая часть болта осталась в ступице ведущей полумуфты и просто так не выкручивается. Остальные кулачки на месте.

Дополнительно, еще повреждены один из ведущих кулачков на маховике и пластиковая обойма.

Пластиковая обойма муфты и кулачки с болтами — Пластиковая обойма и кулачки; видны повреждения обоймы

Анализ излома

Согласно инструкции SEBF9066 компании «Caterpillar», излом можно идентифицировать как усталостный излом больших циклов от одностороннего изгиба. Зона усталостного разрушения занимает всё сечение болта. Концентратором напряжения являлся тальвег резьбовой канавки.

Крупный план усталостного излома болта крепления кулачка — Излом болта крупно: усталостное разрушение занимает всё сечение

Место излома болта в ступице ведущей полумуфты — Излом крупным планом: остаток болта в ступице полумуфты

Направление развития трещины отмечено жёлтой линией и стрелкой — Жёлтым отмечено направление развития трещины — по плоскости вращения

Вектор развития трещины направлен по плоскости вращения (т.е. по нагрузке).

Предполагаемая причина поломки

Торец ступицы с отпечатком пятна контакта кулачка — Отпечаток пятна контакта кулачка на ступице

Пятно контакта кулачка с обозначенными контурами — Оранжевым — внешний контур торца кулачка, жёлтым — фактическое пятно контакта

Если посмотреть на отпечаток кулачка на ступице, можно заметить следующее:

Кулачок не прилегает к ступице боковыми зонами привалочной поверхности. На фото оранжевым цветом обозначен внешний контур торца кулачка. А жёлтым цветом — фактическое пятно контакта.

Видно, что профиль (изгиб) поверхности кулачка не повторяет профиль ступицы. Такая ситуация приводит к тому, что болт начинает воспринимать изгибающую нагрузку больше расчетной, т.к. кулачок не создает жесткости на изгиб, «не подпирает» болт. Что и приводит к усталостному излому.

Кулачки и ступица с отпечатком пятна контакта сломанного кулачка — Отпечаток пятна контакта сломанного кулачка

Примечание: На фото выше, для лучшей наглядности, показано пятно контакта от кулачка, открученного напротив сломанного.

На фото отпечаток пятна контакта сломанного кулачка.

Можно отметить, что кулачки, которые прикручиваются к маховику тоже не отличаются разумностью. У них на соединительной плоскости отлиты цифры. И из-за них не будет плотного прилегания кулачка к маховику (это отмечалось и при предыдущем ремонте этой машины).

Оргвыводы

Считаю, что установка муфт данного производителя будет приводить к систематическим отказам. В данном случае муфта отработала 152 моточаса.

Мониторинг транспорта с контролем топлива и учётом ТО — Parallax-GPS