機械傳動單鋼輪壓路機傳動系統(tǒng)通用化結(jié)構(gòu)改進
2020-05-21 宋曉瑞 亢濤
(徐工集團工程機械股份有限公司道路機械分公司壓路機研發(fā)部)
單鋼輪壓路機的傳動系統(tǒng)主要分為機械、液力、液壓3種傳動方式,其中機械傳動具有結(jié)構(gòu)成熟、傳遞效率較高、工作可靠、制造成本低等優(yōu)點,目前仍然廣泛應(yīng)用于單鋼輪壓路機。我公司生產(chǎn)機械換擋和動力換擋2種機械傳動單鋼輪壓路機,我們在對這2種壓路機進行通用化設(shè)計時,對其傳動系統(tǒng)進行了4項通用化結(jié)構(gòu)改進。
一、傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
機械傳動單鋼輪壓路機動力傳遞路線為發(fā)動機→離合器→變速器→傳動軸→驅(qū)動橋→后輪,如圖1所示。機械換擋壓路機與動力擋換壓路機相比,其變速器、機架及驅(qū)動橋有所不同。
二、通用化結(jié)構(gòu)改進
(1)改進變速器通用安裝板
存在問題機械換擋壓路機與動力擋換壓路機相比,其變速器箱體結(jié)構(gòu)不同,變速器支架安裝位置也不同。為了安裝這2種變速器,需制作2種壓路機機架,這樣不僅焊接壓路機機架時,焊工容易出現(xiàn)焊接錯誤,而且倉庫要儲存2種機架,由此占用很大空間。
改進方法我們對這2種壓路機機架統(tǒng)一設(shè)計了1種通用安裝板。該通用安裝板設(shè)有機械換擋變速器和動力換擋變速器安裝支座和安裝孔,將通用安裝板焊接在機架上。
組裝壓路機時,根據(jù)壓路機選用的變速器型號,選擇相應(yīng)的安裝孔即可安裝變速器。這樣可使2種機型的機架統(tǒng)一為1種機架,便于組織生產(chǎn)。變速器通用安裝板結(jié)構(gòu)如圖2所示。
?。?)改進通用驅(qū)動橋
存在問題機械換擋與動力擋換變速器輸出軸的轉(zhuǎn)動方向不同,所對應(yīng)驅(qū)動橋的轉(zhuǎn)動方向也不同,這樣組織生產(chǎn)驅(qū)動橋比較繁瑣,生產(chǎn)效率較低;售后服務(wù)需儲存2種驅(qū)動橋及其零部件,使備品數(shù)量增多;2種驅(qū)動橋的主減速器總成和橋殼容易混淆,如果裝錯,容易造成驅(qū)動橋早期損壞。
改進方法我們與變速器和驅(qū)動橋生產(chǎn)廠家聯(lián)合開發(fā)出新型變速器和驅(qū)動橋,新型機械換擋和動力擋換變速器輸出軸統(tǒng)一為1種旋向,傳動比分配更加合理,適合于安裝低速、大扭矩發(fā)動機的大噸位壓路機,壓路機行駛速度更加平穩(wěn),提高了壓路機作業(yè)效率和可靠性。統(tǒng)一為1種旋向的驅(qū)動橋如圖3所示。
改進后只采用1種驅(qū)動橋,采購方便,零部件的銷售不再出現(xiàn)錯誤,極大方便客戶需求。
?。?)改進驅(qū)動橋定位安裝塊
存在問題單鋼輪振動壓路機作業(yè)時振動較大,驅(qū)動橋安裝螺栓容易松動,特別是在急速上、下坡時,驅(qū)動橋安裝螺栓更容易松動。安裝螺栓松動后,驅(qū)動橋與機架容易發(fā)生相對位移,造成驅(qū)動橋安裝螺栓受到剪切力,導(dǎo)致螺栓斷裂。
改進方法為解決驅(qū)動橋安裝螺栓松動問題,必須使驅(qū)動橋與機架定位牢固,使機架與驅(qū)動橋不發(fā)生相對位移。
為此,我們在設(shè)計機架和驅(qū)動橋時,在機架7上焊接定位安裝塊4,在定位安裝塊4上設(shè)置頂絲1。
安裝驅(qū)動橋時,用頂絲1頂住驅(qū)動橋6,使其得以定位后,再用驅(qū)動橋安裝螺栓5固定住驅(qū)動橋6。
改進后機架與驅(qū)動橋不僅安裝牢固,而且安裝、定位、調(diào)整簡單方便。驅(qū)動橋定位方法如圖4所示。
(4)改進傳動軸
存在問題如果駕駛員缺乏經(jīng)驗,操縱機械傳動單鋼輪壓路機進行前進、后退、換擋時會產(chǎn)生較大的沖擊,該沖擊容易造成傳動軸損壞。
我們分析市場反饋的信息后發(fā)現(xiàn),缺乏經(jīng)驗駕駛員較多,造成傳動軸損壞概率較高,主要是螺栓松動或斷裂。
螺栓松動或斷裂后,會造成傳動軸高速甩動,有時甚至將變速器箱體打碎,導(dǎo)致重大機械事故。
我們對傳動軸螺栓松動原因分析后發(fā)現(xiàn),原變速器輸出軸與傳動軸的接合面均為法蘭盤,通過靜摩擦力傳遞扭矩,靜摩擦力靠螺栓的預(yù)緊力來保證,如圖5a所示。
壓路機作業(yè)時需要經(jīng)常前進、后退行駛,傳動軸經(jīng)常正、反轉(zhuǎn),正、反轉(zhuǎn)造成的沖擊,導(dǎo)致預(yù)緊力衰減、螺栓松動。
螺栓松動后靜摩擦力消失,使螺栓承受較大的剪切力,該剪切力容易造成螺栓疲勞斷裂。
改進方法按照螺栓松動或斷裂原因分析,我們通用化設(shè)計對原傳動軸的連接方式進行了改進。
將傳動軸上的法蘭盤取消,在變速器輸出軸和驅(qū)動橋輸入軸法蘭盤上制作嵌口,將傳動軸十字軸上的軸承座旋轉(zhuǎn)180°,使軸承座上的凸塊嵌入變速器輸出軸、驅(qū)動橋輸入軸法蘭盤上的嵌口,利用嵌入式止口定位和螺栓緊固這2種方式,使傳動軸與變速器、驅(qū)動橋連接更加緊固。
改進后傳動軸結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、連接強度增加,市場反饋傳動軸的故障率下降了95%以上。改進后的傳動軸如圖5b所示。
三、改進效果
我們在機械換擋與動力擋換2種機械轉(zhuǎn)動單鋼輪壓路機進行通用化設(shè)計時,對傳動系統(tǒng)進行了以上4個方面改進,提高了其傳動系統(tǒng)和整體的可靠性,降低了傳動系統(tǒng)的故障率,提升了公司品牌的影響力。
由于實行了部分零部件通用化,減少了傳動系統(tǒng)配件種類和庫存、降低了成本,減輕了服務(wù)人員勞動強度。相關(guān)改進措施已申請國家發(fā)明和實用新型。
本文選自《工程機械與維修》雜志2017年第7期