影响轮辋胎圈座端径跳原因的分析

石远清

摘 要：通过分析找到影响轮辋胎圈座端径跳的原因，并针对每个原因相应提出了降低下端冲压模具圆度、减小中段与下端间同轴度、减小轮辐与中段间同轴度和减小轮辐中心孔基准A与基准平面B之间垂直度的解决对策。

关键词：轮辋;端径跳;圆度;同轴度;垂直度

为了便于做轮辋胎圈座端径跳原因的分析，这里先做一个简单的介绍，所谓轮辋在我们的俗称里被称为钢圈，且轮辋和轮胎组成我们常说的车轮;而胎圈座就是轮胎和轮辋相配合接触的地方（见下图1）;而端径跳就是相对于轮辋中心轴线的端跳动和经跳动的统称。轮辋作为轮式车辆中的关键零件，其胎圈座处的端径跳也是非常重要的，因为如果轮辋的端径跳数值较大的话，那么轮辋转动起来后其轴向和径向的摆动就会较大，摆动大那么车辆在运行过程中就会出现较大的晃动，对于低速行驶的车辆（比如工程机械、港口机械等速度小于30KM/H）由于速度较低这种晃动可能不是很明显且可以被接受，不过对于高速行驶的车辆来说则会感觉明显晃动，严重影响车辆的舒适性甚至影响车辆高速运行时的安全性。因此在轮辋设计时我们需要根据车辆的运行速度等使用情况对轮辋胎圈座处的端径跳提出不同的要求，低速车辆轮辋设计时端径跳要求可以适当放低些，而高速车辆则对端径跳提出较高的要求。

基于上述中轮辋胎圈座端径跳的重要性，那么我们如何提高轮辋的端径跳呢？为了便于提高轮辋胎圈座的端径跳（即降低端径跳的数值），以下图2中的轮辋为例，我们先对影响轮辋胎圈座端径跳原因做如下分析（轮辋是由几个装配或焊接在一起的零部件组成，由于轮辋的端径跳的基准A、B在轮辐上面，因此其中对端径跳有影响的主要部件包含轮辐、中段和下端）。

1 部件下端本身的圆度

见图2，由于轮辋胎圈座端径跳的位置胎圈座直接坐落于部件下端上面，因此下端本身的形状必然对端径跳造成影响，而其形状对端径跳有影响主要是下端的圆度。因此只要减小下端胎圈座处的圆度即可达到降低胎圈座的端径跳。那么如何才能降低下端胎圈座的圆度呢？我们可以从下端形状的制造过程进行分析，由于下端的形状是通过模具冲压成型的，因此下端的形状完全取决于模具本身的形状，下端的圆度自然取决于模具的圆度，因此我们可以通过控制模具的圆度来实现对下端圆度的控制。

2 下端与中段间拼装焊接时的同轴度

由于端径跳要求的基准不在下端上面而是在其他部件上面的，因此整个尺寸链中的其他部件均会对端径跳有影响。那么部件中段又是如何影响端径跳的呢？由于下端与中段是拼装焊接在一起的，因此中段是通过与下端间拼装焊接的同轴度影响端径跳的，一旦拼装焊接不同轴下端就会产生摆动从而导致端径跳数值增大。为了提高中段与下端间的拼装焊接同轴度，我们可以在中段和下端拼装焊接处分别车加工一个相互压装配合的锥形面，在焊接前先进行压装使中段、下端紧密配合在一起，同时提高他们间的同轴度，以免两个部件拼装焊接时轴线出现错开现象。

3 中段与轮辐间拼装焊接时的同轴度

同上述中下端与中段间拼装焊接同轴度影响端径跳的原理一样，中段与轮辐间的拼装焊接同轴度也对轮辋胎圈座的端径跳造成影响。为了提高中段与轮辐间的拼装焊接同轴度，我们可以在中段与轮辐拼装焊接前分别车加工中段的内径和轮辐的外径尺寸，同时减小他们之间的配合间隙来减小他们之间的同轴度，以免两个部件拼装焊接时因为他们间的配合间隙大容易造成两者的轴线错开较大。

4 轮辐中心孔基准A与平面基准B的垂直度

当基准A与基准B之间不垂直而是出现一个倾斜角度α时，这时轮辋在旋转时的一个角度α的摆动，从而导致轮辋端径跳较大，因此如要降低轮辋胎圈座的端径跳则要求对基准A与B之间的垂直度进行控制，减小两个基准之间的垂直度。而要减小两个基准之间的垂直度，我们可以通过加工工艺来控制，比如我们可以在同一次车床装夹时先后将基准A和B加工出来，或者加工其中一个基准面时需要先对另外一个基准进行校验好后再加工。

5 结语

综上分析，影响轮辋胎圈座端径跳的原因主要有下端本身的圆度、下端与中段间拼装焊接时的同轴度、中段与轮辐间拼装焊接时的同轴度和轮辐中心孔基准A与平面基准B的垂直度四种，为了降低轮辋胎圈座端径跳的数值我们可以相应在以下这四个方面采取如下措施：

（1）通过控制下端冲压模具的圆度来实现对下端圆度的控制，以达到减小下端的圆度。

（2）中段和下端拼装焊接处分别车加工一个相互压装配合的锥形面进行压装配合，减小中段与下端间的同轴度。

（3）中段与轮辐拼装焊接前分别车加工中段的内径和轮辐的外径尺寸并减小两者之间的配合间隙，减小两者之间的同轴度。

（4）一次车床装夹后将基准A和B先后加工出来，或者加工其中一个基准面时需要先对另外一个基准进行校验好后再加工，以便减小基准A与B之间的垂直度。

参考文献：

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