饒偉強(qiáng)

（徐州徐工施維英機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221004）

0 引言

我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)持續(xù)、快速的發(fā)展，為混凝土市場(chǎng)發(fā)展提供了有力的支撐，近幾年混凝土攪拌運(yùn)輸車銷售數(shù)量舉世矚目，然而，隨之而來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題也層出不窮。攪拌車龐大的筒體，僅僅靠減速機(jī)和兩個(gè)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(jiàn)問(wèn)題為：軸承早期損壞、輪子轉(zhuǎn)動(dòng)異響、“卡死”不轉(zhuǎn)或表面劃傷等。本文針對(duì)這些問(wèn)題，進(jìn)行了原因分析，并提出了改善措施，以提高攪拌車的質(zhì)量。

圖 1 托輪與攪拌筒運(yùn)動(dòng)副示意圖

1 軸承的早期損壞問(wèn)題

1.1 原因分析

托輪是用一對(duì)“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(duì)中、安裝不正確、軸與軸承配合不良、潤(rùn)滑不良、密封不良、振動(dòng)等，其中作用的載荷區(qū)或載荷分布方式是導(dǎo)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?yàn)檐囕v使用過(guò)程，滾道頻繁滑移，導(dǎo)致兩軸承室不在同一中心線上，這時(shí)托輪一旦旋轉(zhuǎn)，軸承內(nèi)圈就會(huì)振動(dòng)，導(dǎo)致早期疲勞。

1.2 改善措施

解決托輪兩軸承室受力不均問(wèn)題，需要考慮到重載后滾道與托輪的相對(duì)位移量，目前國(guó)內(nèi)外托輪與滾道接觸形式主要有平面、球面、錐面三種，見(jiàn)圖 2，后兩種接觸方式可以緩解托輪與滾道對(duì)中問(wèn)題，但考慮到球面結(jié)構(gòu)形式調(diào)試難度大，建議采用錐面結(jié)構(gòu)形式。

圖 2 輪面結(jié)構(gòu)形式示意圖

2 托輪“卡死”不轉(zhuǎn)問(wèn)題

2.1 原因分析

根據(jù)使用情況來(lái)看，托輪出現(xiàn)“卡死”不轉(zhuǎn)現(xiàn)象，經(jīng)常在調(diào)試試驗(yàn)過(guò)程中和正常使用過(guò)程中出現(xiàn)?？赡苡梢韵聨追N原因造成：

（1）軸承游隙問(wèn)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(guò)小，就容易在整車調(diào)試過(guò)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(guò)程中污染物進(jìn)入軸承內(nèi)部，導(dǎo)致軸承損壞，軸承一旦損壞，就會(huì)出現(xiàn)托輪“卡死”不轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

2.2 改善措施

（1）解決托輪游隙問(wèn)題，建議用轉(zhuǎn)動(dòng)力矩判定。在裝配托輪前，增加一條技術(shù)要求：托輪在 1N·m 的力矩作用下可旋轉(zhuǎn)方為合格[2]。根據(jù)市場(chǎng)反饋情況來(lái)看，16 方攪拌車減速機(jī)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(qū)動(dòng)力矩與方量有關(guān)，建議 8～10 方攪拌車托輪驅(qū)動(dòng)力矩為 2N·m，12～14 方攪拌車托輪驅(qū)動(dòng)力矩為 3N·m，15～18 方攪拌車托輪驅(qū)動(dòng)力矩為 5N·m。

（2）提升托輪密封性能，保持軸承內(nèi)部清潔度，建議采用唇形密封裝置。此外，加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)，嚴(yán)格操作規(guī)程，定期對(duì)托輪加注潤(rùn)滑脂。

3 托輪內(nèi)部或表面異響問(wèn)題

3.1 原因分析

一般來(lái)說(shuō)，托輪隨滾道做正常轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生異響時(shí)，通常有兩種情況，即托輪表面異響和托輪內(nèi)部異響，其原因分析如下：

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

（2）內(nèi)部異響問(wèn)題。內(nèi)部異響通常是由軸承與輪子的配合公差問(wèn)題導(dǎo)致，若兩者加工誤差導(dǎo)致過(guò)盈量不夠，軸承與輪子之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致異響。

3.2 改善措施

（1）解決干摩擦問(wèn)題，建議在產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)中明確涂抹潤(rùn)滑脂次數(shù)，本文給出以下實(shí)例以供參考：新車一月之內(nèi)每天涂抹一次，一到三個(gè)月之間每周涂抹二次，之后為每周涂抹一次。

（2）防止異物進(jìn)入軸承除選用合理的密封形式外，盡量避免安裝過(guò)程中帶入外來(lái)物質(zhì)，設(shè)計(jì)輪徑大小時(shí)需考慮軸承型號(hào)，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(shè)計(jì)托輪時(shí)盡量將密封圈與旋轉(zhuǎn)類零件固定。

4 托輪表面劃傷問(wèn)題

4.1 原因分析

通常，托輪與滾道這一運(yùn)動(dòng)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(gè)接觸面極易產(chǎn)生起皮、劃傷、溝壕[3]。可能有以下幾種原因造成：

（1）平行度問(wèn)題。主要原因?yàn)檐囕v裝配過(guò)程，由于車架焊接誤差導(dǎo)致滾道軸線與托輪體軸線存在一定角度，兩者旋轉(zhuǎn)過(guò)程中存在不均勻的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致相互“啃噬”出現(xiàn)表面劃傷。

（2）硬度問(wèn)題。托輪與滾道相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有冷作硬化過(guò)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(wèn)題。

4.2 改善措施

（1）改善平行度問(wèn)題，需要及時(shí)校正副車架的焊接工裝，調(diào)整焊接工藝，控制焊接變形。此外，焊接攪拌筒后錐時(shí)，及時(shí)調(diào)整工裝，確保后錐體圓度。但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，以上情況很難控制，建議建立系統(tǒng)的調(diào)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(diào)質(zhì)工藝提升表面硬度，縮小與托輪的硬度差值，并加強(qiáng)工件硬度檢查，保證托輪與滾道的硬度匹配。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)攪拌車用托輪在使用過(guò)程中常見(jiàn)的軸承早期損壞、輪子轉(zhuǎn)動(dòng)異響、“卡死”不轉(zhuǎn)或表面劃傷的問(wèn)題進(jìn)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(shè)計(jì)要點(diǎn)，如表面結(jié)構(gòu)形式、密封裝配方式、輪徑設(shè)計(jì)、密封選用等，為業(yè)界同仁提供參考。