某重型挂车轮胎脱落分析及处理措施

李艳兵，杨 凯，陈学斌，周华荣，冯海青

(湖北三江航天万山特种车辆有限公司 重型工程装备研究所，湖北 孝感 432000)

1 引 言

液压挂车是一种自带液压悬挂升降、可实现多车组合并车的重型运输设备(如图1所示)。液压挂车的工作过程可描述为：通过轮组上的升降系统降低运输车自身高度后，由牵引头驶入待运载货物下方，然后通过升降系统升高车架顶升起货物，最后利用牵引头将货物运到任意指定地方。整个过程无需其他起吊设备辅助，应用于各种大型设备运输。该车由动力鹅颈、两轴线模块车、凹板梁及模块车、牵引头组成。

图1 液压挂车

然而，运输车在长时间行驶过程中，螺栓存在松动隐患。随着车辆振动时间的加长，压紧螺母逐渐产生松动，同时弹性圆柱销的弹性变形随着压紧螺母的松动而减少。当弹性圆柱销的弹性变形降低到一定程度时，螺栓即出现松动的情况，导致轮辋螺栓变形，最后轮胎脱落。

2 轮胎故障现象

2020年5月26日，120m3运输车在四川空分公司装罐联调后，从四川简阳上高速运输至海南文昌发射场。车辆运输至四川内江高速段时，发现有轮胎脱落。

经初步检查，轮胎损坏3件，钢圈1件变形，205悬架位悬挂油缸缸筒有明显碰擦痕迹，205悬架车桥制动毂与地面有磕碰痕迹，车桥多件轮辋螺栓变形，如图2所示。问题发生时，从四川空分公司到发生故障处行驶里程约120km，有效行驶时间约4h(5月26日上午8:30离开川空厂区，约10时行驶到高速入口，拆卸右侧201～205外侧轮胎各1件，共5件，用于通过收费站入口，复装轮胎后，约12时车辆开始行驶，16时许发现轮胎脱落)。

该运输车于2019年12月用户到厂验收，2020年1月交付。该车采用动力鹅颈、两轴线模块车、凹板梁及三轴线模块车组成，牵引头用陕汽德龙3000系列。

(a)105悬架外侧轮胎 (b)205悬架内侧轮胎脱落

(c)205车桥内侧磕碰

(d)205悬架螺栓变形 (e)205油缸碰擦图2 轮胎损坏零部件示意图

3 轮胎脱落故障分析及处理措施

轮胎螺栓是车桥与轮胎连接的紧固件，用于轮毂与轮辋的连接。通过车轮螺母将车轮总成固定在车桥上，使车轮实现其承载和传递动力的作用。在汽车行驶过程中，如果出现轮胎螺栓松动乃至折断，将严重危及车辆的行驶安全。针对该故障对可能造成轮胎脱落的各因素进行检查、分析判断，给出相应的处理措施。

3.1 设计问题

车辆螺栓选用专业车桥厂家的标准产品，型号为M22×1.5-10.9级，螺栓材质为35CrMo。根据紧固件机械性能国家标准(GB/T 3098.13—1996)，螺栓M22×1.5×L10.9的扭矩要求在740N·m～880N·m之间，设计扭矩为780±10N·m，符合扭矩要求。所以，排除螺栓设计选型问题。

3.2 装配制造问题

3.2.1 弹性圆柱销装配齐全

弹性圆柱销用于减少轮辋与车桥螺栓的旋转间隙，减少车桥与轮辋相对转动，提高轮辋与车桥的防松能力，如图3所示。图纸要求车桥安装轮辋时，需要对角安装两件弹性圆柱销。经过对脱落的轮辋现场检查，发现车桥螺栓上安装有两件弹性圆柱销，且符合图纸安装要求。所以，排除弹性圆柱销装配齐全问题。

图3 弹性圆柱销示意图

3.2.2 螺栓是否拧紧

检查拧紧力矩是否满足要求。装配扭矩过小会导致螺母松动，装配扭矩过大会导致螺栓屈服、轮辋螺栓孔螺母装配面屈服，要求车轮螺栓拧紧力矩为780N·m。

(1)装配工艺要求：轮胎的拆装均需采用LC588大型轮胎拆装机进行。轮胎气门芯安装方向朝外，并保证安装高度不超过10mm，内外侧轮胎气门芯安装方向相差180°。轮胎紧固螺丝需按照要求力矩进行紧固，跑车试验结束后要求进行二次紧固。螺栓拧紧时，以对角线方式将车轮螺母拧紧到规定的拧紧力矩。

(2)调试试验要求：每个轮辋上的车轮螺栓抽取对角线上的2件螺母进行检测，若不合格，对该轮辋上所有车轮螺栓重新拧紧。重载试验后，由钳工班组对整车轮辋上的车轮螺栓全部拧紧一次，使用红色油漆记号笔标记。螺栓拧紧顺序如图4所示。

图4 螺栓拧紧顺序示意图

复查120m3运输车出厂试验检验记录，如图5所示，记录情况表明，符合装配工艺和调试试验要求。因此，该120m3运输车出厂螺栓已拧紧，所以排除螺栓拧紧问题。

图5 出厂试验检验记录表

3.3 用户使用问题

3.3.1 超载、超速使用

若载重大于本车规定最大值或行驶速度大于本车规定最大速度，螺栓承受力矩过大，会加快螺栓松动损坏，从而使得轮胎脱落。液压挂车车速与载荷对应关系见表1。

表1 液压挂车车速与载荷对应关系

120m3运输车空罐载荷约60t，速度要求为40km/h。车辆实际载荷每轴线约17t，车速满足车辆速度要求，所以排除超载超速使用问题。

3.3.2 螺栓松动未检查紧固

公司交付用户《WSYZB液压挂车使用说明书》(共273页)第一章概述(P20)中有明确规定：“行驶50km以后，检查车辆的车轮螺母和其它所有紧固元件：轮毂螺栓拧紧力矩为780N·m；其余螺栓或螺母的拧紧力矩按照QC/T 518检查。对未达到拧紧力矩的紧固件必须紧固到要求状态。必须定期重新拧紧所有车轮螺母并检查紧固配合。每次驾驶前，都必须检查轮胎压力。”

公司交付用户《120m3液氢运输车底盘维护保养》(共2页)中也明确规定了螺栓拧紧要求。

该车辆从2020年1月交付四川川空进行上装联调，到5月底出厂行驶，一直处于负载情况，螺栓存在松动隐患。从当前了解的情况，用户发车前没有对车轮螺栓检查、拧紧。

根据以上分析可以得出，因发车行驶前，没有对车轮螺母进行检查、拧紧，这是导致螺母松动后轮胎脱落的主要原因。川空公司在接收车辆后、产品运输前，未严格按照液压挂车使用说明书进行检查保养，造成在行驶120km后，螺母松动、轮胎脱落及损坏。

4 处理措施

对运输车辆采取现场更换损坏轮胎、钢圈、轮辋螺栓零件，更换零件情况如表2所示。

表2 更换损坏件明细

按装配要求，重新装配105悬架外侧、205悬架内侧车轮螺栓，在行驶前对所有车轮螺母进行紧固，并在车轮螺母上涂抹油漆进行防松标识。行驶过程中每次运行50km～100km进行检查，最终于6月1日车辆到达海南现场，在此期间未再发生螺母松动、轮胎脱落现象，措施有效。

试验跟踪：120m3运输车更换车桥螺栓后，严格按照使用规范要求进行继续运输，连续每天行驶12h以上，每次运行50km～100km进服务区检查轮胎、螺栓有无松动，有无漏油、漏气，软管接头有无松动和上装罐体连接件是否松动，详细情况如表3所示。

表3 运输车试验情况

车辆更换零件后，车轮螺栓按要求进行定期检查紧固后，在说明书规定行驶范围内未发生螺栓松动现象，故措施有效。

5 结 论

本文分析了某挂车轮胎脱落的原因并给出了处理措施。从设计方面、装配制造方面以及用户使用方面总结了故障要点，有利于完善和提高运输车的可靠性以及维护性，可对其它运输车故障分析提供参考。用户在使用运输车时，应根据维护计划和维护周期定期维护车辆，对未达到指标要求的零部件应及时改善维护，减少故障发生率，提高运输效率。