轮式摊铺机转向轮存在问题及改进措施

来源：工程机械与维修作者：佚名 2017-07-04 08:15:45

随着我国道路建设的发展，道路养护工程逐年增多（轮胎摊铺机以转移施工地点快速、灵活等优势，在道路养护市场上的需求与日剧增。轮胎摊铺机的可靠性，直接影响工程质量及施上顺利完成。木文在分析轮胎摊铺机转向轮结构的基础上，总结其制造过程中存在的问题，并提出改进措施。

    1．转向轮结构
    转向轮不仅用于摊铺机转向，而且承载摊铺机前部及接料斗内沥青混合料的质帚。
    转向轮横梁通过铰接方式与摊铺机机架前端连接，使横梁能够摆动，以平衡2个转向轮承载的质帚。横梁两端通过转向主销与转向节连接，转向缸通过横拉杆带动转向节摆动实现转向。转向轮横梁结构如图1a所示。

    转向轮为无内胎实心轮，实心轮直按硫化粘接在轮毂上，轮毂内、外设有圆锥滚子轴承，将轮毂安装在转向节上，转向节轴头设有锁紧螺母，以调节圆锥滚子轴承的间隙，使轮毂及轮胎能够自由转动。转向轮结构如图1b所示。

    2．存在问题及原因分析
    （1）存在问题
    轮式摊铺机转向轮故障主要是轮毂轴承损坏，造成轮体脱落，导致摊铺机无法正常行驶和作业。
    （2）原因分析
    我们拆解了多台轮式摊铺机的转向轮，发现轮毂轴承损坏原因有以下4个方面：
      一是转向轮轮毂的内轴承孔和外轴承孔同轴度超差。转向轮轮毂毛坯由圆钢和钢板组焊而成，焊接完成后未进行时效处理（未释放悍接应力），即进行机加工。加工后轴承内孔同轴度虽符合要求，但摊铺机使用段时间后焊按应力释放，造成同轴度偏差增大、轴承偏磨、轴承骨架损坏，导致转向轮脱落。
    二是转向轮轴承采用普通钾基润滑脂。摊铺机长时间在高温环境下作业，普通钾基润滑脂容易稀释，无法达到润滑要求：
    三是转向轮无润滑脂注油口。造成润滑脂流失后无法补充，由此加速转向轮轴承磨损。
    四是装配转向轮轴承时游隙控制不准确：游隙过大，会造成转向轮松旷，导致异常磨损。轴承游隙过小，会造成转向轮卡滞，转向轮温度持续升高、轴承游隙进一步缩小，最终导致轴承卡滞、烧毁。

    3．改进措施
    （1）消除轮毂内应力
    轮毂毛坯焊接后，放入回火加热炉内用高温回火工艺消除其内应力，回火加热温度控制在620～670℃，保温3～4h后取出，在空气中逐渐冷却。回火加热炉如图2a所示。

    对轮毂毛坯进行高温回火后，在轮毂毛坏上安装振动时效处理机，将其激振器主振装置调至偏心挡位，用激振器自动检测轮毂毛坯的固有共振频率及合理的振动能量值。将激振器振动频率调节到工件固有共振频率以下100r/min处，并将振动幅度调节到亚共振区段峰值振动幅度的1/3～2/3，激振器输出的载荷不超过轮毂毛坯额定载荷的80%。激振器振动频率及振幅确定后，对轮毂毛坯进行振动时效处理，处理时长控制在20～30min，以达到去应力效果。振动时效机处理如图2b所示。高温回火及振动时效处理后再进行机加上。
    （2）控制轴承游隙
    装配转向轮轴承时，不得使用加热方式，以避免轴承因加热造成退火。应使用轴承压装专用工装进行装配，如图3a所示。

    由于装配轮毂时圆锥滚子轴承游隙难以测量，我们采用数显式扭力扳手拧紧转向节轴头螺母，拧紧时测量其力矩。采用数显式扭力扳手可以进行量化检测，从而实现装配各个转向轮轴承游隙的一致性。
    我们按照不同拧紧力矩对转向轮螺母进行锁紧，操纵摊铺机在不同环境温度、不同速度下行驶，对转向轮轴承温度进行测试。试验结果证明，转向节轴头螺母拧紧力矩为730～770N·m时，转向轮工作温度较低，轴承游隙最为适宜。转向节轴头螺母定扭力控制方法如图3b所示。
    （3）选用适宜的润滑脂
    我们对比了各种润滑脂数据，最终选用二硫化钥极压润滑脂作为摊铺机转向轮的润滑脂，该润滑脂可以适应摊铺施工环境温度较高工况。
    （4）加强过程控制
    对装配人员进行培训，提升装配过程技能素质。为装配摊铺机转向轮装配工序配备装配作业指导书、检验指导书以及检验记录，严格控制轴承装配方法及润滑脂涂抹方法，装配时保证轴承、零件和润滑脂清洁度。装配作业指导书如图4所示。