周志紅
(中聯(lián)重科股份有限公司,湖南長(zhǎng)沙410013)
傳動(dòng)軸的改制設(shè)計(jì)研究
周志紅
(中聯(lián)重科股份有限公司,湖南長(zhǎng)沙410013)
隨著工程機(jī)械車輛迅速發(fā)展,對(duì)通用底盤改制需求也與日劇增,以BENZ3341混凝土泵車為例,分析了傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)要素,對(duì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)或維修有一定的指導(dǎo)作用。
混凝土泵車;傳動(dòng)軸;改制;臨界轉(zhuǎn)速
隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)、高速公路網(wǎng)的高速發(fā)展,帶動(dòng)了汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展。其中工程機(jī)械車輛市場(chǎng)尤為突出,導(dǎo)致對(duì)通用底盤改制要求日益增多,而傳動(dòng)軸系統(tǒng)改制成為底盤改制的質(zhì)量控制重點(diǎn);同時(shí)結(jié)合目前綠色制造、再制造行業(yè)的興起,整機(jī)供應(yīng)商均會(huì)在原裝軸上進(jìn)行改制,以達(dá)到節(jié)約資源、減少浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的作用。文中以BENZ3341混凝土泵車為例,討論底盤傳動(dòng)軸改制注意要素。
目前混凝土泵車行業(yè)中,泵送作業(yè)狀態(tài)與行駛狀態(tài)的切換均采用通用底盤斷軸取力的方式來(lái)進(jìn)行,通過(guò)增加分動(dòng)箱的形式實(shí)現(xiàn),如圖1所示。混凝土泵車生產(chǎn)制造過(guò)程中需對(duì)底盤原傳動(dòng)軸系統(tǒng)進(jìn)行改制,以滿足整機(jī)性能需求。

圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)改制前、后示意圖
1.1傳動(dòng)軸改制的一般要求
由于泵車底盤采用斷軸取力的方式,則傳動(dòng)軸改制均在原裝軸上進(jìn)行:通過(guò)縮短或加長(zhǎng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度,使其滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合圖1所示,改裝工藝步驟如下:
(1)先將原裝底盤傳動(dòng)軸A、傳動(dòng)軸B和傳動(dòng)軸C拆下,并保存完整;
(2)再對(duì)傳動(dòng)軸A與變速箱聯(lián)接法蘭部分予以保留,另一端通過(guò)縮短或加長(zhǎng)軸管方式改裝,同時(shí)更換法蘭盤使之與分動(dòng)箱法蘭相匹配;
(3)然后對(duì)傳動(dòng)軸C重復(fù)步驟(2)動(dòng)作;
(4)對(duì)改制傳動(dòng)軸A、改制傳動(dòng)軸C進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試,測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求;
(5)最后將先將變速箱、改制傳動(dòng)軸A與分動(dòng)箱螺栓聯(lián)接好后,再聯(lián)接改制傳動(dòng)軸C與驅(qū)動(dòng)橋苞,并將螺栓緊固扭力值按設(shè)計(jì)要求扭緊。
傳動(dòng)系統(tǒng)改制完成后,為防止傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生異響與劇烈振動(dòng)、甚至傳動(dòng)軸斷裂等缺陷,則在滿足QC/T 29082-92《汽車傳動(dòng)軸總成技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)所要求的傳動(dòng)軸動(dòng)平衡、強(qiáng)度的前提下,改制過(guò)程中還須注意合理布置傳動(dòng)系統(tǒng):
1)通過(guò)調(diào)整分動(dòng)空間位置,使傳動(dòng)軸兩端的萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)角相等,且轉(zhuǎn)角不宜超過(guò)6°;
2)采用與原裝底盤傳動(dòng)軸的一致材料及同規(guī)格管軸尺寸;
3)合理選擇傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度。
1.2改制傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度
實(shí)際傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)過(guò)程中,上述(1)、(2)點(diǎn)均容易達(dá)成,關(guān)于(3)點(diǎn),傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度選取不當(dāng)則會(huì)造成傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速接近或超臨界轉(zhuǎn)速時(shí),傳動(dòng)軸變形將迅速增大,產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和異響,甚至傳動(dòng)軸斷裂、脫落,造成事故[1]。重型工程機(jī)械車輛行駛在長(zhǎng)下坡路段,空檔滑行時(shí)此事故較為常見(jiàn),主要是傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度不宜及過(guò)高的轉(zhuǎn)速兩因素造成。現(xiàn)通過(guò)BENZ3341底盤參數(shù),來(lái)說(shuō)明傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度的關(guān)系:
已知BENZ3341底盤參數(shù)為:發(fā)動(dòng)機(jī)工作最高轉(zhuǎn)速Nmax=2 500 rpm,變速箱8檔加速檔傳動(dòng)比i=0.69,傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速V=kNmax/i[2],傳動(dòng)軸軸管和內(nèi)外徑d=130 mm、D=140 mm,則傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度L(mm)計(jì)算如下:

式中傳動(dòng)軸的有效長(zhǎng)度L為兩端萬(wàn)向節(jié)中心距,安全系數(shù)k:1.2~2,上式中取1.3.
將已知參數(shù)代入公式(2),得L=2 206 mm,通過(guò)結(jié)果,即傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足:(1)傳動(dòng)軸有效長(zhǎng)度L≤2 206 mm;(2)同時(shí)傳動(dòng)軸有效長(zhǎng)度滿足最小工藝制作要求。
以上校驗(yàn)結(jié)果滿足BENZ底盤改裝手冊(cè)要求:傳動(dòng)軸改制長(zhǎng)度宜控制在L≤2 000 mm;實(shí)際改制中,傳動(dòng)軸有效長(zhǎng)度兼顧公式(2)與底盤廠家改制長(zhǎng)度要求,經(jīng)市場(chǎng)驗(yàn)證滿足產(chǎn)品性能要求。
在泵車底盤傳動(dòng)軸改制設(shè)計(jì)工作中,通過(guò)公式(2)對(duì)改制傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的驗(yàn)算并經(jīng)批量生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證,此方案很好的滿足了整機(jī)需求,有效避免了因改制不當(dāng)造成傳動(dòng)軸斷裂、脫落而導(dǎo)致事故的現(xiàn)象,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[1]喻鎮(zhèn)濤,熊燕.傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速測(cè)試方法探討[J].汽車科技,2009,(6):72-73.
[2]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
Design Reseach on Strypped-Down of the Drive Shaft
ZHOU Zhi-hong
(Zoomlion Heavy Industry Science&Technology Co.,Ltd.,Changsha Hunan 410013,China)
With the high developement of the engineering machinery vehicle,the damands on strypped-down of currency chassis are growing progressively.Combining with the concrete pump truck of actros 3341,we analyse some design elements for strypped-down of the drive shaft,and these elements will be used to designing of the drive or shaft the drive shaftmaintenance.
concrete pump truck;drive shaft;strypped-down;critical speed
TH132
A
1672-545X(2016)05-0249-02
2016-02-26
周志紅(1978-),男,湖南岳陽(yáng)人,工程師,研究生,主要研究方向?yàn)榛炷帘密囋O(shè)計(jì)。