饒偉強

（徐州徐工施維英機械有限公司，江蘇 徐州 221004）

0 引言

我國現(xiàn)代化建設持續(xù)、快速的發(fā)展，為混凝土市場發(fā)展提供了有力的支撐，近幾年混凝土攪拌運輸車銷售數(shù)量舉世矚目，然而，隨之而來的質量問題也層出不窮。攪拌車龐大的筒體，僅僅靠減速機和兩個托輪支撐，如圖 1 所示，根據(jù)使用情況發(fā)現(xiàn)托輪損壞頻率較高，常見問題為：軸承早期損壞、輪子轉動異響、“卡死”不轉或表面劃傷等。本文針對這些問題，進行了原因分析，并提出了改善措施，以提高攪拌車的質量。

圖 1 托輪與攪拌筒運動副示意圖

1 軸承的早期損壞問題

1.1 原因分析

托輪是用一對“背靠背”安裝在心軸上的圓錐滾子軸承支撐，軸承的壽命直接影響到托輪的可靠性。軸承損壞有多種原因，如軸承座有缺陷、不對中、安裝不正確、軸與軸承配合不良、潤滑不良、密封不良、振動等，其中作用的載荷區(qū)或載荷分布方式是導致軸承損壞的主要原因[1]。托輪用軸承早期損壞頻率較高，主要是因為車輛使用過程，滾道頻繁滑移，導致兩軸承室不在同一中心線上，這時托輪一旦旋轉，軸承內圈就會振動，導致早期疲勞。

1.2 改善措施

解決托輪兩軸承室受力不均問題，需要考慮到重載后滾道與托輪的相對位移量，目前國內外托輪與滾道接觸形式主要有平面、球面、錐面三種，見圖 2，后兩種接觸方式可以緩解托輪與滾道對中問題，但考慮到球面結構形式調試難度大，建議采用錐面結構形式。

圖 2 輪面結構形式示意圖

2 托輪“卡死”不轉問題

2.1 原因分析

根據(jù)使用情況來看，托輪出現(xiàn)“卡死”不轉現(xiàn)象，經(jīng)常在調試試驗過程中和正常使用過程中出現(xiàn)?？赡苡梢韵聨追N原因造成：

（1）軸承游隙問題。托輪裝配完成后軸承游隙太小或太大都是不允許的，若軸承游隙過小，就容易在整車調試過程中出現(xiàn)輪子卡死的現(xiàn)象。

（2）軸承損壞。托輪在裝配或使用過程中污染物進入軸承內部，導致軸承損壞，軸承一旦損壞，就會出現(xiàn)托輪“卡死”不轉現(xiàn)象。

2.2 改善措施

（1）解決托輪游隙問題，建議用轉動力矩判定。在裝配托輪前，增加一條技術要求：托輪在 1N·m 的力矩作用下可旋轉方為合格[2]。根據(jù)市場反饋情況來看，16 方攪拌車減速機與托輪大約承受 42t 的重量，而 12 方托輪承受的重量為 31.5t，因此，托輪的驅動力矩與方量有關，建議 8～10 方攪拌車托輪驅動力矩為 2N·m，12～14 方攪拌車托輪驅動力矩為 3N·m，15～18 方攪拌車托輪驅動力矩為 5N·m。

（2）提升托輪密封性能，保持軸承內部清潔度，建議采用唇形密封裝置。此外，加強對操作人員的培訓，嚴格操作規(guī)程，定期對托輪加注潤滑脂。

3 托輪內部或表面異響問題

3.1 原因分析

一般來說，托輪隨滾道做正常轉動，當發(fā)生異響時，通常有兩種情況，即托輪表面異響和托輪內部異響，其原因分析如下：

（1）表面異響問題。攪拌運輸車使用初期，如果托輪表面沒有充足的潤滑脂，托輪與滾道正常滾動摩擦失效，發(fā)生相互滑動，表面產(chǎn)生異響。

（2）內部異響問題。內部異響通常是由軸承與輪子的配合公差問題導致，若兩者加工誤差導致過盈量不夠，軸承與輪子之間發(fā)生相對轉動，導致異響。

3.2 改善措施

（1）解決干摩擦問題，建議在產(chǎn)品使用說明書中明確涂抹潤滑脂次數(shù)，本文給出以下實例以供參考：新車一月之內每天涂抹一次，一到三個月之間每周涂抹二次，之后為每周涂抹一次。

（2）防止異物進入軸承除選用合理的密封形式外，盡量避免安裝過程中帶入外來物質，設計輪徑大小時需考慮軸承型號，建議 30312 軸承匹配 215～225mm輪徑、30314 軸承匹配 230～240mm 輪徑、30315 軸承匹配 245～255mm 輪徑。此外，設計托輪時盡量將密封圈與旋轉類零件固定。

4 托輪表面劃傷問題

4.1 原因分析

通常，托輪與滾道這一運動副的理想狀況為：3～5天后摩擦面形成光亮的表面，若不出現(xiàn)以上狀況，兩個接觸面極易產(chǎn)生起皮、劃傷、溝壕[3]?？赡苡幸韵聨追N原因造成：

（1）平行度問題。主要原因為車輛裝配過程，由于車架焊接誤差導致滾道軸線與托輪體軸線存在一定角度，兩者旋轉過程中存在不均勻的內應力，導致相互“啃噬”出現(xiàn)表面劃傷。

（2）硬度問題。托輪與滾道相對轉動時，有冷作硬化過程，通常托輪硬度略高于滾道硬度，若兩者硬度匹配不合適，冷作硬化形成之前就已出現(xiàn)相互劃傷問題。

4.2 改善措施

（1）改善平行度問題，需要及時校正副車架的焊接工裝，調整焊接工藝，控制焊接變形。此外，焊接攪拌筒后錐時，及時調整工裝，確保后錐體圓度。但實際生產(chǎn)過程中，以上情況很難控制，建議建立系統(tǒng)的調整作業(yè)規(guī)范，確保兩者軸線平行。

（2）硬度方面，建議滾道增加調質工藝提升表面硬度，縮小與托輪的硬度差值，并加強工件硬度檢查，保證托輪與滾道的硬度匹配。

5 結語

本文針對攪拌車用托輪在使用過程中常見的軸承早期損壞、輪子轉動異響、“卡死”不轉或表面劃傷的問題進行了原因分析，并給出了具體的改善措施。系統(tǒng)地提出了托輪的設計要點，如表面結構形式、密封裝配方式、輪徑設計、密封選用等，為業(yè)界同仁提供參考。