重載型礦山自卸車驅動橋滑板的優化分析

馮艷秋 馮彥濤

（鄂爾多斯煤炭技工學校，內蒙古鄂爾多斯017000）

0 引言

驅動橋滑板是車橋與鋼板彈簧的連接體，主要作用是承載鋼板彈簧傳遞來的汽車重量、承受鋼板彈簧在運動中產生的摩擦。本文主要設計分析對象為AK-BZ系列驅動橋滑板。產品技術來源于奔馳原設計，在國內已經使用近20年，在國內市場適應性方面正在逐步改進。AK-BZ系列所用的驅動橋滑板是為2BZ車型設計，應用于福田汽車公司、江淮汽車公司等生產的重型自卸車。在福田市場，對應車型廣泛應用于礦區，超載普遍，再加上路況惡劣，常發生彈簧滑板早期磨損、斷裂故障。

1 驅動橋滑板的設計目的

降低AK-BZ驅動橋滑板故障率，提高產品市場可靠性，延長使用壽命是本次設計的目的。

驅動橋滑板由滑板底座、頂蓋、滑板側壁1、滑板側壁2組成，在實際工作中其安裝位置如圖1所示。

圖1 實物安裝位置圖

其中，滑板頂蓋需承受車輛顛簸時與限位塊之間的撞擊，而滑板側壁則支撐于滑板頂蓋，使得產生的沖擊得到分解與傳遞，這就需要滑板側壁及頂蓋擁有足夠的強度來支持在這種撞擊下的正常工作。

隨著沖擊的傳遞，其由滑板側壁傳遞到滑板底座，滑板底座為滑板側壁提供支撐作用，最終將沖擊傳遞于橋殼總成。這就需要滑板底座具備足夠的強度，并且為了保護橋殼總成，滑板頂蓋的強度需略弱于滑板底座，使得產生劇烈撞擊時，滑板頂蓋被優先損壞，從而最大限度保證車輛的正常行駛，保證側壁的限位功能及底座的支撐功能。

底座為鋼板彈簧提供支撐，需要承受車輛運行時鋼板彈簧帶來的摩擦，這就要求滑板底座具有一定的耐磨度，防止過早地發生磨損損壞情況。同樣，滑板側壁1為鋼板彈簧提供限位作用，也承受來自鋼板彈簧的摩擦，需要保證其具備足夠的耐磨度。

2 耐磨度優化

根據因果分析，底座磨損過度原因是材料耐磨性不足，增加材料耐磨性，將使底座加工難度增大，成本增加。而采用合金鑄鋼，增加材料中合金元素的含量，通過細化金相組織來改善耐磨性，材料硬度不變。

在碳鋼的基礎上加入其他合金元素，如硅、錳、鉻、鎳、鎢、釩、鈦等，使其比純金屬擁有更好的物理和機械性能，材料的強度、硬度越高，韌性越好，其抗三體磨料磨損性能就越好。與此同時，使用合金鑄鋼，還可以在提高產品耐磨度的同時降低其質量，實現汽車的輕量化需求，從整體上提高汽車的經濟性，貼近環保的主題。并且合金鑄鋼還可以提高鋼的耐腐蝕能力，驅動橋滑板多用于重載型礦山自卸車，其工作環境較為惡劣，在礦區、化工產業等工作地區，環境腐蝕性較強，也可能加速驅動橋滑板的老化，從而縮短其使用壽命。

所以，對于需要承受鋼板彈簧帶來的磨損的驅動橋滑板，采用合金鑄鋼，可以有效提升其耐磨度，延長產品的使用壽命。

3 產品未來優化發展可能性及展望

工業時代的到來提升了人類的物質文明建設速度，其優點在于快捷、嚴謹、規范、標準，不同產品間可以通過同樣的技術標準來約束，提高了產品的通用性。一個成熟的產品，大多都由許多標準化零件組成，其內部各零件的壽命決定了產品壽命。然而產品內部零件的壽命參差不一，高強度作業的零件一般更容易損壞，為了延長產品的使用壽命，在某標準化規范零件發生損壞時，可以通過更換另外的新零件來使產品繼續正常使用，而不至于“牽一發而動全身”。

3.1 產品的標準化規范

正如齒輪、螺栓對于機械產品一樣，驅動橋滑板對于重載型礦山自卸車而言，也是不可或缺的重要零件之一。通過標準化規范，使得產品出現故障時，可以通過快速更換新零件來使產品出故障的時間縮至最短。如果將驅動橋滑板再次細化，將其容易發生斷裂、磨損損壞的地方進行加強，并細化出更小的標準化“零件”，通過它們組成驅動橋滑板這一產品，當其中一處發生故障時，就可以通過快捷更換這些標準化的小“零件”，使得故障造成的損失降至最小。

3.2 易發生磨損損壞處的優化方案

驅動橋滑板用于重載型礦山自卸車，其工況惡劣，顛簸嚴重且頻繁，這就使得鋼板彈簧與驅動橋滑板間的磨損劇烈，磨損在底座尤其嚴重。同理，可以將底座磨損嚴重處作為一個細化的零件獨立出來，在磨損損耗量達到一定程度時，可以通過更換類似磨損墊片的零件，來延長產品的使用壽命，節約成本。

可以考慮應用高分子材料的發展技術，將滑板底座弧面設計為耐磨橡膠活性組件（緩沖鋼板彈簧對滑板底座的沖擊，減少兩者之間的磨損），通過兩個沉頭螺釘將橡膠活性組件與滑板本體連接，如圖2所示。及足夠的耐磨度來承受鋼板彈簧帶來的磨損損耗，因此對它進行優化，對于確保產品使用壽命，降低故障率和故障的嚴重性，減少維修成本有著重要意義。

圖2 橡膠活性組件與滑板本體連接示意圖

驅動橋滑板是重載型礦山自卸車上常見的、不可或缺的零件，對于它的設計與優化正在不斷進行發展和完善，結合文中的發展展望，相信更加規范、快捷、低成本的優化方案將會很快面世。

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4 結語

驅動橋滑板作為重載型礦山自卸車中后橋上連接橋殼與板簧的零件，有著非常重要的作用。在惡劣工況下，它需要擁有足夠的強度來承受車身的載荷以及顛簸時造成的撞擊，以