混凝土搅拌运输车随动托轮的设计

2013-03-05王晓波

汽车零部件 2013年1期

王晓波

(新乡职业技术学院，河南新乡 453006)

0 引言

近几年混凝土搅拌运输车在城市建设中的应用规模越来越大，其生产厂家顺应市场的需要不断开发大装载量的运输车，但整体结构并没有大的变化，故障率随之提高。其中滚道和托轮出现的故障较为普遍，许多厂家和科研人员对其结构进行了研究和改进，文献［1－2］都提出一种双托轮机构，以减小一个托轮的受力，缓冲振动冲击，但其不能适应滚筒的轴向变形，而且结构比较复杂。文献［3］考虑了滚筒的轴向变形，设计了一种调心托轮机构，但其轴套容易磨损，而影响托轮与滚道的正常配合。文中介绍了一种结构简单，工作可靠的随动托轮结构。

1 托轮的作用

混凝土搅拌运输车的搅拌滚筒横向置于车架上，由3个支撑点来定位，前点的支撑装置为减速机，后面两个点的支撑装置为托轮。搅拌筒的滚道与托轮装置的滚轮直接接触，形成滚动支撑，滚筒在减速机带动下转动［4］。这样可以保证搅拌滚筒的轴向角度与前支撑点减速机的轴线的同轴度，但对于后支撑的托轮则要求其与滚道的相对接触可靠，才能使搅拌滚筒的转动顺利进行，这就必须使托轮与滚道的接触保持在正确位置，如图1所示。

2 常见问题分析

正常情况下，滚筒为主动件，带动托轮总成的滚轮匀速转动，滚道与滚轮的运动副为滚动摩擦，但由于副车架、滚筒以及托轮的焊接误差，以及滚筒在空载和满载时产生的变形影响等原因，造成滚道与滚轮间不能正常接触，滚道与滚轮的轴线出现偏斜，接触面积减小，使滚道和滚轮表面的局部应力增大，从而造成滚道的焊缝开裂，托轮的轴承损坏，而且二者的接触面会发生滑动，造成滚轮表面磨损不均匀影响运动副的正常运转。

3 随动托轮结构的设计

3.1 设计思路

考虑到车辆在空载和满载时和在上下坡道时，搅拌筒的轴线都会发生小的偏斜，而目前使用的托轮是固定在车架上，托轮轴线方向不会改变，一方面使滚道和滚轮的表面接触面积会减小，造成滚道和滚轮表面的应力增大，影响使用寿命，另一方面造成滚道与滚轮的相对转动不一致，使搅拌筒转动不平稳，有抖动。因此设计一种托轮结构，可以使托轮轴线方向随着滚筒的变形而相应做出变化，使滚道和滚轮表面始终保持良好的接触。

3.2 托轮结构设计

如图2示意图所示，是一种随动托轮的结构设计，包括滚轮支架与底座，底座可以固定在车架上。

剖视图见图3，滚轮支架的下端为弧形凸面，该弧形凸面的两侧分别设有上限位台阶，底座上与弧形凸面相对的位置设有弧形凹槽，该弧形凹槽的两侧分别设有与上限位台阶相对的下限位台阶，并且上限位台阶与下限位台阶之间有摆动间隙，这样滚轮支架放置在底座里，可实现一定角度的摆动。搅拌筒在载荷的作用下产生变形时滚轮支架可产生一定的摆动，起到调节的作用，使滚轮的轴线与搅拌筒的轴线方向保持一致，从而使搅拌筒转动平稳，有效地消除抖动，避免滚道与搅拌筒开焊及在滚道表面产生划痕及拉伤。由于凸面和凹面都采用弧形，所以二者接触面积较大，能保证接触强度。弧形凸凹面间有加润滑油的装置，可以加注润滑油，底座的上方设有防护罩，用于防止其他杂物进入底座的弧形凹槽内。