1　現(xiàn)有鎖緊結構的質量缺陷
　　裝載機變速箱輸出軸總成作為傳遞轉矩與調節(jié)轉速的連接機構，其鎖緊方式不可靠會引起密封圈損壞、壓緊螺栓松動、法蘭花鍵磨損等一系列故障，其重要性不言而喻。目前大多數(shù)裝載機生產廠的變速箱輸出軸端采用壓板及螺槍的鎖緊結構，見圖1。　　對市場上現(xiàn)有5t級裝載機變速箱的質量數(shù)據進行統(tǒng)計表明，因鎖緊不牢靠導致輸出軸總成的故障主要有壓緊螺栓松動斷裂、密封圈損壞漏油以及法蘭花鍵磨損，各自占比見圖2。　　2　變速箱輸出軸幾種常見鎖緊結構及其對比
　　不論是行星式變速箱還是定軸式變速箱，目前國內外輸出軸總成的常見鎖緊結構有如下5種。
　?。?）“壓板+密封圈細牙螺栓+彈簧墊圈”的傳統(tǒng)型防松結構（見圖3）。該鎖緊結構主要依靠彈簧墊的張力、螺紋的牙型角度及有效牙型數(shù)量來增大螺栓轉動的摩擦阻力矩，提高螺栓的防松系數(shù)，從而實現(xiàn)輸出軸的軸端鎖緊。該防松方式的優(yōu)點是裝配簡單、標準件通用率高、維修和配件更換方便；缺點是防松能力有限、效果不佳，特別是應
用在作業(yè)工況相對惡劣的5t級裝載機上，松動問題更為明顯。目前國內裝載機行星式變速箱的輸出軸防松結構幾乎不再采用該鎖緊方式，但在一些軸向力相對較小、傳遞轉矩要求不高、作業(yè)工況較好的場合應用仍然比較多，如農業(yè)機械的變速箱與驅動橋、小型減速器等等。　?。?）“壓板+密封圈+細牙螺栓+止動鎖片”的壓裝嵌入限位式防松結構（見圖4）。該鎖緊結構主要依靠鎖片孔與螺栓頭邊的強力擠壓、螺紋的牙型角度及有效牙型數(shù)量來增大螺栓轉動的摩擦阻力矩，通過強制提高螺栓防松能力的方式來實現(xiàn)輸出軸的軸端鎖緊。該緊固方式的優(yōu)點是防松能力較強、可靠性較高、零件數(shù)目少；缺點是對螺栓的性能等級及質量控制要求高，鎖片孔大小與螺栓頭邊的裝配擠壓量控制較嚴格，而且需要配備專有的壓裝工具將鎖片壓裝到位，在野外維修時不易拆卸。　　目前使用該防松結構的主要有德國ZF4WG系列定軸式變速箱和杭齒WG180定軸式變速箱，若制造商能對零件質量和裝配環(huán)節(jié)進行很好的控制，不失為一種工程機械變速箱理想的防松模式。
　?。?）“壓板+密封圈+細牙螺栓+翻邊鎖片”的緊固螺栓頭邊的防松結構（見圖5）。該鎖緊結構主要通過鎖片翻邊后強力包裹螺頭側邊、螺紋的牙型角度及有效牙型數(shù)量來增大螺栓轉動的摩擦阻力矩，也是依靠強制提高螺栓防松能力的方式來實現(xiàn)輸出軸的軸端鎖緊。該緊固方式的優(yōu)點是野外維修拆裝時十分方便；缺點是對螺栓的性能等級及質量控制要求高，裝配時對鎖片翻邊的規(guī)范性、螺栓的擰緊力矩值、緊固膠涂抹量的均勻性以及軸向間隙的調整等方面要求很嚴格，同時鎖片翻邊的操作煩瑣、工作量大，且重載作業(yè)工況下存在軸向竄動并引起滲漏的缺陷。目前國內行星式變速箱輸出軸以及定軸箱檔位離合器的軸向防松主要采用該鎖緊結構，如杭齒50行星箱、臨工A301行星箱、徐工改進前的2BS315A系列行星箱，但該鎖緊結構在一些軸向竄動量大、傳遞轉矩高、作業(yè)工況惡劣的場合下適應性較差。　　（4）“密封圈+開口螺母+開口銷”的軸向定位防松結構（見圖6）。該鎖緊結構主要通過開口銷插入開口螺母與開孔軸的通孔內達到限制螺母軸向竄動，從而實現(xiàn)輸出軸的軸向鎖緊。該緊固方式的是螺母所需擰緊力矩不大、對螺母質量控制要求不高、野外維修時容易拆裝；缺點是在裝配開口銷時，其位置與螺母的槽口不易調整到位，導致軸向輕微竄動，加快油封唇口的磨損，增加輸出軸滲漏的幾率。目前僅柳工的BS305系列行星式變速箱輸出軸采用該鎖緊結構，為了解決使用一段時間后因輸出軸漏油造成對手制動器摩擦片的損傷，在變速箱箱體上增加導油管，疏通從箱內滲漏的油液。　?。?）“壓板+密封圈+自鎖螺母”的自鎖螺母防松結構（見圖7）。該鎖緊結構主要通過尼龍或金屬螺母的自鎖性能滿足各種惡劣作業(yè)工況下的要求，從而實現(xiàn)輸出軸的機械式防松。該鎖緊方式的優(yōu)點是預緊力控制好、防松可靠性高，重載轉矩和沖擊載荷的工況適應能力強，零件數(shù)目少、標準件通用率高；缺點是對正反交替轉動的高頻率較為敏感，不論是尼龍還是金屬自鎖螺母均存在野外維修時拆裝困難的致命弊端，且均為一次性使用，對于尼龍自鎖螺母還存在對油溫較為敏感和適應性差的缺陷。目前龍工、廈工、成工5t級系列行星式變速箱以及行業(yè)內3t級變速箱、變矩器輸出軸均采用該鎖緊結構，應用相對較為廣泛。　　3　鎖緊結構的改進
　　通過的調研分析，發(fā)現(xiàn)徐工科技設計了一種新型輸出軸軸端鎖緊結構，該結構既能滿足重載工況的作業(yè)要求，又具有較好的維修性能。其三維模型結構見圖8。　　該鎖緊結構由輸出軸、連接法蘭、厚墊圈、密封圈以及鎖緊螺母組成，在鎖緊螺母擰緊到一定程度后，通過在輸出軸凹槽處對螺母的鎖緊邊進行鉚沖，以確保鎖緊螺母不能轉動，其緊固與防轉效果是通過鎖緊螺母的擰緊力矩與鎖緊邊的鉚沖深度來實現(xiàn)。
　　該防松結構通過DOE試驗方法對鎖緊螺母的結構型式及其鎖緊邊的控制因子值進行了優(yōu)化。該鎖緊方式的優(yōu)點是防松可靠性高，能滿足整機重載、振動以及沖擊載荷的工況要求；采用撬開鉚沖鎖緊口、擰松鎖緊螺母兩級拆卸手段可實現(xiàn)拆裝方便性；零件數(shù)目較少、裝配簡單，可減輕勞動強度并能提高裝配效率與質量；野外維修拆裝后，厚墊圈及鎖緊螺母可再次使用，滿足節(jié)能環(huán)保要求。該結構具有穩(wěn)定的傳扭能力，是一種有效的軸向鎖緊新型防松型式，適合于工況惡劣場合下的重型施工機械。
　　該公司自2010年8月更換該鉚沖鎖緊螺母結構后，已累計生產近10000臺變速箱，銷售至國內外，在各種惡劣工況下進行了“多層面”的可靠性驗證，至今無一例質量問題，同時該公司將這種結構推廣至系列驅動橋的輪邊防松防漏設計中，也起到了很好的效果。