蔣林

摘 要：我礦自開采以來(lái)，設(shè)備逐漸大型化，隨著運(yùn)輸距離以及坡度的不斷增加，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的要求極高。為保證安全，每月需對(duì)制動(dòng)元件進(jìn)行檢查和更換，而由于設(shè)備的特殊性，制動(dòng)元件吊裝不易且重量大，對(duì)拆裝工作造成極大不便。文章闡述了礦用汽車制動(dòng)元件拆裝機(jī)具的設(shè)計(jì)，達(dá)到減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率的目的。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)；輪轂；機(jī)具

我國(guó)金屬礦山是國(guó)內(nèi)礦用汽車的最大用戶，從最初20噸級(jí)汽車到如今廣泛使用的40～60噸級(jí)汽車以及100噸級(jí)以上的礦山用汽車，使得礦山用汽車不僅從載重量上，而且從質(zhì)上得到了一個(gè)飛躍。3307車系后制動(dòng)輪轂作為汽車的主要部件，重約210kg，而該部位位于車廂下部，前有變速箱、柴油箱、排氣管以及舉升、轉(zhuǎn)向油箱的限制，位置狹小。鋼繩栓掛困難，叉車吊裝不易且存在安全隱患，常常影響現(xiàn)場(chǎng)的正常維修作業(yè)，降低了工作效率。為此，我們考慮制作一機(jī)具，達(dá)到簡(jiǎn)單、實(shí)用的目的。

1 機(jī)構(gòu)的原理分析

因拆裝后輪制動(dòng)輪轂常在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，而現(xiàn)場(chǎng)地面凹凸不平，而在制動(dòng)輪轂中需裝配軸承、油封等部件，必須使拆卸中制動(dòng)輪轂與后橋殼保持在同一中心平面內(nèi)，我們考慮將制動(dòng)輪轂支承點(diǎn)分為前后兩部分，各自相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)又位置固定；為達(dá)到簡(jiǎn)潔、低故障率的目的，我們采用人力驅(qū)動(dòng)、梯形螺紋傳動(dòng)，如圖1所示。

2 螺桿的設(shè)計(jì)

加在方頭上的轉(zhuǎn)矩T為主動(dòng)力矩，工件對(duì)支承面的壓力F則是工作載荷，其中F=210kg×2×9.81=4120.2N，支承面上下移動(dòng)最小距離為115mm。

2.1 受力分析

由于螺紋參數(shù)未知，把扭矩轉(zhuǎn)化為當(dāng)量軸向載荷，同時(shí)考慮聯(lián)接在外載荷下可能進(jìn)行補(bǔ)充擰緊，故將總拉力增加1.25%以考慮擰緊時(shí)螺紋受摩擦力矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的影響，則根據(jù)螺紋危險(xiǎn)剖面的拉伸強(qiáng)度條件近似計(jì)算螺桿直徑。

2.2 選擇螺紋牙型及螺桿、螺母材料

根據(jù)工作要求，我們選擇齒根強(qiáng)度較高且容易加工的單頭梯形螺紋。螺桿采用45#鋼，σs=360N/mm2，螺母材料用ZQSN10-1。

2.3 確定螺桿的直徑

2.3.1 按磨損條件求螺桿直徑

考慮螺母采用整體式螺母結(jié)構(gòu)，取系數(shù)Φ=2；因螺紋副的材料為鋼對(duì)青銅，低速，人力驅(qū)動(dòng)，取許用比壓【p】=30N/mm2，梯形螺紋h=0.5P，得：d2=6.63mm。

2.3.2 按強(qiáng)度條件估算螺桿直徑

由于是人力驅(qū)動(dòng)，工作間歇時(shí)間長(zhǎng)，取安全系數(shù)S=3計(jì)算許用應(yīng)力：【σ】=360/3=120N/mm2。然后參照螺栓連接，得d1=7.39mm。

比較d1、d2計(jì)算結(jié)果，考慮到機(jī)構(gòu)可能在過(guò)載情況下工作，為使螺桿有一定剛度，取梯形螺紋T20×4。取Z=10，螺母高度H=Z×P=10×4=40mm，系數(shù)Φ=H/d2=40/18=2.22，比2大，若以Φ=2.22計(jì)算：d2=6.29mm，所選螺紋也滿足要求。但考慮到螺母，仍然取Φ=2，則H=Φd2=2×18=36mm。

2.4 校核螺桿強(qiáng)度

選取螺紋以后，就可按受載與支承情況計(jì)算扭轉(zhuǎn)力矩，并精確校核螺桿強(qiáng)度。

2.4.1 求螺紋力矩T

選取螺紋后，就可按照受載與支承情況計(jì)算扭轉(zhuǎn)力矩：T=

6378.82N·mm。

2.4.2 校核螺桿強(qiáng)度

選取螺母下端為危險(xiǎn)剖面，d1=15.5mm，F(xiàn)=4120.2N，T=6378.82N·mm，得：σca=26.56N/mm2。

而許用應(yīng)力【σ】=120N/mm2，故安全。

2.5 校核螺紋牙的強(qiáng)度

2.6 校核自鎖條件

螺紋要達(dá)到自鎖，ψ<ρv-（1°～1.5°）?？芍害?4.5°<ρv-（1°～1.5°）=5.345°～4.845°，故滿足自鎖條件。

3 支撐鋼管的選用

根據(jù)螺母的計(jì)算尺寸，我們選取20#的普通鋼管作為支承鋼管。

4 結(jié)束語(yǔ)

該機(jī)具具有制作成本低，安全可靠，工作效率高的特點(diǎn)。投入使用后，拆裝后輪轂所需人員由3～4人降為2人，拆裝時(shí)間由4～5小時(shí)降為1.5～2小時(shí)，大幅減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。在修理人員減少，設(shè)備老化，生產(chǎn)任務(wù)重的情況下，對(duì)于提高設(shè)備的運(yùn)輸效率，保障運(yùn)輸任務(wù)的完成具有極大的意義。

參考文獻(xiàn)

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