一種新結構重型汽車用平衡軸總成

惠永勇，郭鴻瑞

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

一種新結構重型汽車用平衡軸總成

惠永勇，郭鴻瑞

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201）

由于重型自卸車承載力大且使用工況惡劣，導致整車后懸架平衡軸總成在使用過程中平衡軸斷裂、平衡軸支架產生裂紋等故障頻發，嚴重影響客戶正常使用，同時使得售后維修及索賠成本增大；該文針對平衡軸總成在使用過程中的失效模式在原有技術及結構之上，設計一種新結構平衡軸總成，從而降低平衡軸故障率，最大程度的提高平衡軸使用壽命。

自卸車；平衡軸；平衡軸支架；平衡軸總成

CLC NO.:U469.4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2015)07-10-02

引言

隨著我國經濟快速增長，我國重型汽車行業也得到大力發展，作為重型汽車的一部分，自卸車在工程建設中發揮著不可替代的作用；但由于自卸車承載大、道路工況惡劣，在使用過程中一些關鍵件結構強度很難達到使用需求，其中平衡軸總成在使用過程中故障頻發，嚴重影響整車使用。

目前重型汽車用平衡軸總成主要由于承載大、工況惡劣導致平衡軸斷裂、平衡軸支架產生裂紋現象頻發（見圖1）。

1、平衡軸總成更改方案

舊結構平衡軸總成主要由平衡軸及平衡軸支架組成；新結構平衡軸總成在舊平衡軸總成基礎之上，通過下連接板將平衡軸兩端平衡軸支架連接，并對平衡軸支架進行優化，從而提高整個平衡軸總成剛度，進而提高平衡軸總成使用強度，降低售后故障率。

2、有限元分析

2.1 加載說明

★約束條件（fixed）

◆車架兩端全約束 SPC(1-6)

★載荷條件（load）

◆平衡軸左右軸端向上均布力各25T（加載間距29-111-38）

◆平衡軸支架下端孔處沿X負方向集中力各6.75T

◆中間橫梁處沿X負方向集中力各6.75T

2.2 材料說明

表1 平衡軸總成各關鍵件材料屬性

2.3 新、舊平衡軸總成各關鍵件應力分布

以下內容為新、舊結構平衡軸總成各關鍵件應力分布云圖，圖3為舊結構平衡軸及平衡軸支架兩關鍵件在使用過程中應力分布狀況，由圖3可知，舊結構平衡軸及平衡軸支架在使用過程中最大應力分別為540MPa、891MPa，相對于零件材料自身屈服強度均較大，且支架使用過程中最大應力已超過材料自身屈服點，所以平衡軸總成在實際使用過程中受沖擊載荷作用，零部件薄弱點易發生故障，且通過分析零部件最大應力分布與各關鍵件失效模式一致；圖4為新結構平衡軸、平衡軸支架及下連接板在使用過程中應力分布云圖，通過與圖3對比可知，新結構平衡軸各關鍵件相對于舊結構平衡軸各關鍵件應力改善明顯，遠低于零部件材料自身屈服強度，滿足使用強度需求。

3、結論

通過對舊結構平衡軸總成建模分析，并針對舊結構平衡軸總成失效模式及有限元分析結果，我們對舊結構平衡軸進行優化設計，新結構平衡軸總成從整體剛性及零件應力分布相對于舊結構均大幅改善，滿足設計需求，且已裝車驗證，道路試驗結果符合預期設計，降低了平衡軸斷裂及支架產生裂紋頻率；同時，由于新結構平衡軸總成增加下連接板，增強了平衡軸總成使用剛性，不同程度的降低其他相應故障頻率，從而最大限度減少了用戶保養維護費用，現已批量裝車使用。

[1] 張勝蘭，鄭東黎，郝琪，李楚林編著.基于HyperWorks的結構優化設計技術[M].北京:機械工業出版社.

[2] HyperWorks Help Document.

[3] 機械設計/孔凌嘉，王曉力主編.北京:北京理工大學出版社，2006.2.

[4] 劉維信.汽車設計[M].北京:清華大學出版社，2001.

A new structure of the balance shaft system of the heavy duty vehicle

Hui Yongyong, Guo Hongrui
（Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710201）

Because the bearing and working conditions of self-dumping truck are terrible,the balance shaft systemthe of the self-dumping truck often break down when it is working,the failuring mode seriously affects normal using of the customer,at the same time,the cost of repairing and claims are increasing;the author designs a new structure of the balance shaft system of the rear suspension on the basis of the failuring mode,and the original technologyand to reduce the failure rate of the balance shaft,Thereby reducing the balance shaft failure rate, the greatest degree of balance shaft to improve life.

Dump trucks; Rear suspension; The balance; shaft systemthe

U469.4

A

1671-7988(2015)07-10-02

惠永勇，就職于陜西漢德車橋有限公司。