小四輪拖拉機轉向臂斷裂現象分析

高文輝

摘要：闡述了小四輪拖拉機轉向臂斷裂現象，分析了小四輪拖拉機轉向臂斷裂的成因，大體上與四項因素有關。針對這些成因，提出了相適應的預防措施。

關鍵詞：小四輪拖拉機；轉向臂；斷裂現象；斷裂成因；預防措施

中圖分類號：S219.032.3文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.04.025

小四輪拖拉機轉向臂斷裂是指轉向臂的大端處也就是轉向臂所承受負荷能力最薄弱的部位，長期在多種復雜技術環境下工作，不斷承受來自不同方向上的外力沖擊，使轉向臂的相關工作部件產生的摩擦、磨損不斷增大，加之在不斷拉伸、彎曲應力作用下，相關工作部件持續承受交變載荷，使轉向臂屈服強度變小，最終導致轉向臂突然斷裂。這種事故的突發出現，并不是一時造成的，而是經過長時間的日積月累疊加的結果。一旦出現這種事故，不是翻車就是撞車、掉溝或撞人，甚至出現機毀人亡的悲慘局面，造成巨大的經濟和人身生命財產損失。樹立起安全生產的思想意識，只要使用者平時多留心、多注意，及時維護、保養和正確使用小四輪拖拉機，就可以減少或避免此類事故現象的發生。關鍵的問題是，使用者除了應該掌握相關知識外，還應在平時就明白是什么原因導致了轉向臂的斷裂，掌握了有關的故障因素以后，使用者自身就能夠自覺地對自己的機車增加重視程度。那么，究竟小四輪拖拉機的轉向臂斷裂現象都與哪些因素有關聯呢？其主要因素除了轉向臂本身的技術缺陷外，另外還與外界因素有極大關系，必須進行正確使用、維護和保養。

1轉向臂斷裂成因

1.1轉向臂本身有技術缺陷

小四輪拖拉機轉向臂斷裂的絕大多數都出現在大端，即轉向臂與轉向節軸配合端的鍵槽處，因為這一部分反復受到來自各個方向的外力沖擊，即轉向臂所承受負荷能力最薄弱的部位經常受到外力的作用。工作時，當轉向臂向左轉時，鍵槽右側部位推動鍵并帶動轉向節軸作逆時針轉動。此時，小四輪拖拉機轉向臂的主要負荷為鍵槽右側部位所承受的擠壓力，而鍵槽左側部位受力卻很小，也就是左區受負荷作用力很小；當轉向臂向右轉向時，轉向臂鍵槽左側部位推動鍵并帶動轉向節軸做順時針轉動，這時轉向臂的工作負荷主要是鍵槽左側部位承受的擠壓力，而右側部位的負荷卻很小。由于小四輪拖拉機轉向臂所承受的負荷大多數加在鍵槽左側部位，這將使轉向臂鍵槽左側承受較大的拉伸力。由此可見，當拖拉機左轉向時，小四輪拖拉機轉向臂的薄弱部位受力很小，轉向臂所承受的負荷較大；而右轉向時，小四輪拖拉機的轉向臂的薄弱部位承受的力較大，這時轉向臂所承受的負荷較小。所以就為小四輪拖拉機轉向臂的斷裂埋下了隱患。

1.2轉向臂與配合件配合不正常

小四輪拖拉機的轉向臂與配合件的配合關系主要包括：轉向臂與轉向節軸的配合；轉向臂與鍵的配合；轉向臂與緊固螺母的配合。

（1）轉向臂與轉向節軸配合不正確。①配合間隙過大。若配合間隙過大，在螺栓鎖緊過程中會使轉向臂大孔孔壁產生變形，轉向臂承受負荷能力最薄弱的部位承受較大的拉伸、彎曲應力，使轉向臂的負載能力降低。②過盈配合。由于軸比孔大，大孔從豁口處撐開，在螺栓鎖緊后，也會對孔壁產生較大的拉伸應力，使轉向臂承受負荷能力最薄弱部位的負載能力降低。

（2）轉向臂與鍵配合不正確。①配合間隙過大。當在鍵槽寬度方向間隙過大時，容易產生滾鍵；當在鍵槽深度方向間隙過大時，這個間隙出在轉向臂鍵槽內，因減少了鍵槽壁的受壓工作面，使鍵槽壁承受負荷的能力降低，甚至損壞。②過盈配合。如果鍵的橫截面大于規定尺寸或鍵槽小于規定尺寸，就會出現過盈配合。當在鍵槽寬度方向上成過盈配合時，鍵就會撐大鍵槽，使轉向臂承受負荷能力最薄弱的部位承受較大的拉伸力，以致撐出裂紋；當在鍵槽深度方向成過盈配合時，由于鍵的支撐作用，造成靠近鍵附近轉向節軸與大孔出現間隙，轉向臂承受負荷能力最薄弱的部位受鍵的擠壓而變形，使轉向臂的負荷能力降低，且鍵附近孔、軸間隙變大，容易發生滾鍵，損壞轉向臂。

（3）緊固螺栓扭矩不合適。①扭矩過大時，轉向臂承受負荷能力最薄弱的部位受到過分的預緊拉伸力，其結果和大孔與轉向節軸成過盈配合狀況時相同。②扭矩過小時，安裝狀態將受到破壞。由于螺栓松弛，拖拉機右轉向時轉向臂左端處受鍵的支撐，轉向臂承受負荷能力最薄弱的部位不僅要受到拉伸應力，也受到向外側的彎曲應力。螺栓越松弛，這個彎曲應力就越大，轉向臂承受負荷能力最薄弱的部位所承受的負荷就越小。所以，保證固定螺栓的扭矩，對保證轉向臂的正常工作是非常重要的。

1.3工作負荷過大

小四輪拖拉機轉向臂負荷增大有很多原因，須根據具體情況進行具體分析。一般情況下，主要有以下幾方面情況。

（1） 轉向節軸與前軸配合不正常，使轉向節軸的轉動阻力增大。①轉向節軸與襯套配合間隙過小。轉向節軸與襯套的使用間隙為0.02～0.085 mm，如小于這個間隙，則就會使軸在軸套內的轉動阻力增加，致使工作負荷過大；②由于轉向節軸或襯套變形，致使出現較多的軸彎曲變形，進而造成了局部間隙變小，而使轉動阻力增大，增加了工作負荷；③軸承或墊圈損壞，也會使轉動阻力增大，以致不能轉動，導致工作負荷增加；④相關機件的銹蝕會使轉向節軸與襯套孔表面摩擦阻力增加，而使轉動阻力增大，加大了工作負荷；⑤零件之間潤滑狀況不好，主要是指轉向節軸與襯套、軸承或墊圈等缺少潤滑劑，使潤滑阻力增加，增加了工作負荷。

（2）輪胎氣壓不足，會增加輪胎的接地面積，增加了轉向阻力，導致工作阻力增加。

（3）調整不當，前束過大，轉向拉桿接頭連接過松或過緊等，都是導致轉向阻力增大，增加了工作負荷。

（4）其它原因，在松軟的地面上行駛，在壟地或凹凸不平道路上行駛，轉向時導向輪側面壓力較大，轉向阻力增大，導致工作負荷過大。

1.4行車方法不當

在現實中，其實有相當一部分人并不具備多少使用知識，對自己的機車只知道使用，而輕視保養和維護，甚至是有的駕駛人員不但不認真的按隨車使用說明書進行操作、維護、保養，而且過度使用，壞了就換件、換總成，結果是既浪費時間，耽誤掙錢，又增加了費用，使經濟性和動力性都有所下降。這些不當的行車方法通常有下列表現：

（1）拖拉機急轉向。拖拉機轉向時，其行進的慣性力，通過導向輪的側面傳給地面，地面對導向輪的反作用力再通過轉向節軸反傳給轉向臂，并使之轉動。由于轉向臂的轉動受到轉向器的牽制，此時轉向臂將承受著由地面反傳過來的作用力，這時最容易造成轉向臂的損壞。

（2）經常性的急轉彎。轉向越急，負荷越大，急轉向的次數越多，轉向臂所承受的負荷就越大。因此，經常性的進行急轉彎行駛，也是容易使轉向臂斷裂的一個重要因素。

（3）停車時轉向。在行車過程中，由于速度很快，來不及轉向，而是將車先停下來，再轉動方向盤，轉動導向輪后再行車，這在一般情況下是許可的，但有的時候導向輪的轉向阻力很大，最容易因轉向阻力過大而損壞轉向臂。

2預防措施

（1）有關技術人員在對轉向臂進行安裝時，首先要認真并且嚴格地檢查是否有裂紋或者有無可以引起其斷裂的隱患，不合格的決不可以進行安裝。

（2）在對轉向臂進行安裝時，要按照技術要求標準進行正確裝配，其技術要求標準為：轉向臂大孔與轉向節軸的配合間隙應為0.025～0.069 mm（未上緊固螺栓時）。鍵與轉向臂鍵槽的配合間隙應為：鍵槽的寬度方向為0～0.09 mm；鍵槽的深度方向為0～0.23 mm。轉向臂與轉向拉桿的連接要防止過松或過緊，在保證靈活轉動的情況下，間隙小些為好。每個班次要檢查轉向臂緊固螺栓是否有松脫，螺栓的緊固扭矩為3～5 kg/m。

（3）必須嚴格按照技術標準配合關系進行裝配，對不符合規定的零件予以修理或者進行必要的更換。

（4）必須進行經常性地技術檢查，并要及時對導向輪的前束進行認真地調整，使導向輪的前束經常保持在6～12 mm。

（5）必須進行定期檢查轉向節軸在襯套內轉動是否靈活，推力軸承或墊圈的技術狀態情況是否正常。

（6）必須及時對轉向臂各潤滑部位進行潤滑，有效防止潤滑部位干磨狀態的出現。

（7）必須及時防止轉向機構的各個接合部位出現銹蝕。

（8）拖拉機在一般運輸作業時，行車的方向應該盡量減少過急轉向和停車打“死舵”。如果需要停車打舵時，要看導向輪是否處在轉動阻力較小的地方。否則，絕不可以輕易急轉向或停車打死舵。

（9）拖拉機重負荷運輸作業時，行車速度又較高，需要剎車時，要盡量使導向輪的側面處于與機車組縱向平行的位置，防止因機車的高速慣性力出現翻車事故。

（10）拖拉機下坡行駛時，機車組的慣性力較大，應盡量減少轉向次數，轉向時要減速、慢行。

（11）拖拉機在田間壟地作業時，行車方向應盡力與壟溝平行或垂直，以減少壟臺對導向輪的側向壓力。

（12）駕駛拖拉機時應盡量控制或減少右轉向，使轉向臂的工作負荷維持在允許的范圍之內，這樣就可避免轉向臂斷裂現象的出現。