王林

【摘 要】 前輪外傾的主要作用是提高前輪工作的安全性和轉(zhuǎn)向操縱輕便性。外傾角太小，作用不明顯；外傾角太大，又會(huì)導(dǎo)致吃胎、油耗增加的問(wèn)題的發(fā)生。目前市場(chǎng)上主流的礦用車(chē)橋外傾角度主要有2°和1°，本文從理論分析和實(shí)際測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度分析研究了究竟前輪外傾2°還是外傾1°更合適礦用自卸車(chē)。

【關(guān)鍵詞】 前輪外傾 吃胎 外傾角

目前，礦用自卸車(chē)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、水利水電等行業(yè)，具有載重量大、作業(yè)工況惡劣等特點(diǎn)。車(chē)輛經(jīng)常行駛在泥濘、顛簸的崎嶇路面上，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在偶遇外力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，在外力消失后，要求車(chē)輛應(yīng)當(dāng)立即自動(dòng)回到直線行駛的位置上，保證車(chē)輛安全；為了保持汽車(chē)直線行駛的穩(wěn)定性，減少輪胎磨損，前輪需要外傾一定的角度。

目前市場(chǎng)上主流的礦用車(chē)橋外傾角度主要有2°和1°，且兩種車(chē)橋市場(chǎng)保有量相當(dāng)。但是對(duì)于礦用自卸車(chē)，究竟是前輪外傾2°還是外傾1°更合適礦用自卸車(chē)，本文從理論CAE分析和實(shí)際測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度進(jìn)行了分析研究。

1 前輪外傾角的作用

前輪外傾的作用是提高前輪工作的安全性和轉(zhuǎn)向操縱輕便性。由于主銷(xiāo)和襯套之間存在有間隙，若空車(chē)時(shí)前輪垂直地面，則滿載后，上述間隙將發(fā)生變化，可能引起車(chē)輪上部向內(nèi)傾斜，另外，前輪滿載時(shí)也將產(chǎn)生變形，使車(chē)輪上部向內(nèi)傾斜，這就會(huì)出現(xiàn)前輪內(nèi)傾后，對(duì)外軸承及其鎖緊螺母壽命產(chǎn)生影響較大，嚴(yán)重時(shí)使前輪脫出。

前輪外傾角大小的確定，各專(zhuān)業(yè)橋廠有不同的見(jiàn)解。外傾角太小，其作用不明顯。前輪外傾角過(guò)大，雖然對(duì)安全和操縱有利，但是過(guò)大的外傾角將使輪胎橫向偏磨增加，出現(xiàn)吃胎、油耗增多等現(xiàn)象（對(duì)應(yīng)圖1）。

2 前橋軸體CAE理論計(jì)算

基于HyperMesh軟件對(duì)某款額定載荷為19噸的礦用車(chē)前轉(zhuǎn)向橋軸體進(jìn)行CAE建模分析：將前軸兩端主銷(xiāo)施加約束固定，依據(jù)車(chē)橋額定載荷，在兩端板簧座處各施加9.5噸垂直載荷。加載示意圖如圖2。

當(dāng)總載荷加載至19噸時(shí)，前軸中心最大變形量約為3.6mm。

通過(guò)二維模擬演示（如圖3），前軸變形3.6mm時(shí)，外傾角減小了0.15°。即由于前軸變形導(dǎo)致外傾角由2°變小為1.85°。

3 前橋外傾角實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）對(duì)比

測(cè)量?jī)x器：三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x

測(cè)量方法：測(cè)量前板簧面與輪邊輪輞結(jié)合面之間的角度α

測(cè)量車(chē)輛：滿載86噸，配19噸轉(zhuǎn)向前橋

判定標(biāo)準(zhǔn)：前輪外傾角=|α-90°|

通過(guò)分析以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在車(chē)橋裝車(chē)后（見(jiàn)圖4），車(chē)輛空載情況下，前輪外傾角由2°減小到1.9°，也就是說(shuō)前橋在施加約9.4噸的載荷下，由于前軸變形和主銷(xiāo)與襯套之間的間隙變化，使外傾角減小了1°。當(dāng)前橋施加至15噸載荷時(shí)，外傾角減小了0.3°。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)CAE計(jì)算結(jié)果可以得出以下結(jié)論：前軸剛度大，滿載時(shí)變形量較小，因此前輪外傾角不易過(guò)大。通過(guò)實(shí)際載荷試驗(yàn)也可以相同的結(jié)論，并且CAE理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)值基本吻合。因此得出結(jié)論，礦用自卸車(chē)轉(zhuǎn)向前橋，用外傾角為1°比外傾角為2°更合適。

參考文獻(xiàn)：

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