并且在轴向增加了推力轴承增加了摆动桥架的使用寿命.docVIP

摘 要：摆动桥架是地下无轨车辆的重要结构，关系到车辆的坚固程度和通过性能。本文在常规摆动桥架原理的基础上，做出了新的改进，由关节轴承代替了滑动轴承，并且在轴向增加了推力轴承，延长了摆动桥架的使用寿命，改善了极端情况下摆动桥架的轴向受力情况。 关键词：地下卡车；摆动架；推力轴承 DKC25地下卡车摆动桥架的设计地下矿山通过地下卡车将矿石从各工段转运至溜井，或者通过斜坡道运输至地面。地下卡车车速较低，保证车身的低矮地下矿山巷道空间。 为了提高地下卡车在巷道行驶的通过性，在不平路面行驶时始终四轮着地，有足够的牵引力，地下卡车通过摆动桥架或者回转支承，实现前后车桥在一定角度范围内相对摆动。这两种实现方式在地下无轨车辆较为常见，地下服务车或者地下小卡车等多采用回转支撑轴承连接前后车体地下铲运机和大部分的大型地下卡车采用专用的摆动桥架连接车桥与车体。 摆动桥架的设计 采用摆动桥架的结构优点整车尺寸不增加，增加车体内部的布置和设计难度，保养润滑。DKC25地下卡车将车身尺寸和灵活性作为设计重点，故采用摆动桥架的结构。 如图1所示驱动桥从摆动桥架的左右两侧横穿而过，通过螺栓与摆动桥架连接车体与摆桥架的上端前后两个横板焊接。摆动桥架结构如图2所示。其整体为箱式结构，在保证强度的前提下尽量减重。摆动桥架与车之间连接的轴承，设计采用图3所示的滑动轴承，轴承尺寸较大，之间的传动轴从轴承中穿过。从目前使用情况看，地下巷道泥水较多，容易进入滑动轴承的间隙，加快磨损，轴承更换的位置在车辆的底部，保养维修不方便。对比图2和图3，可知DKC25新设计的摆动桥架结构将滑动轴承改为关节轴承，相同尺寸情况下比滑动轴承的承载载荷大很多，且，防止泥水进入。 由于驱动桥提供给车体的驱动力要通过摆动架传递，在起步、非摆动桥车轮打滑等极限情况下，摆动桥架在轴向承载较大的力，最大为地下卡车的驱动力。常规设计中通过滑动轴承的轴肩来承载DKC25的摆动桥架推力轴承承载轴向。 对于日常的润滑打油，在轴承座设计加油孔连接油管至车外，进行集中润滑。 2、校核计算 此次摆动桥架径向方向采用前后两个向心关节轴承，型号GEG100ES-2RS，额定动载荷为654kN。单个轴承承受的径向载荷125kN，考虑动载荷系数2.5[]，其径向动载荷为312.5kN，远小于轴承的额定动载荷654kN。 轴向采用单个推力关节轴承，型号GX100S，额定动载荷为1300kN。摆动桥架的轴向推力为240kN，考虑到动载荷系数1.5[1]，轴向动载荷为360kN，远小于轴承的额定轴向动载荷1300kN。 故向心关节轴承和推力关节轴承满足使用要求。 体摆动桥强度校核： 考虑到上下坡的情况，摆动桥架垂直承载25t质量，水平方向承载最大牵引力240KN。车辆在非公路地面行驶过程中有动载荷，取垂直方向动载荷系数2.5，水平方向动载荷系数1.5，在ANSYS中进行应力分析，摆动桥架的整体强度也符合使用要求。分析结果如下： 3、结论 摆动桥架的设计根据车型不同，有多种方案。目前普遍采用大尺寸的滑动轴承，大的空心轴内可通过连接变速箱和驱动桥的传动轴，本文中的设计方案展现了一种新的思路，用关节轴承来代替滑动轴承，其密封性能、使用寿命有一定的优势，而通过把轴承位置上移，下方通过传动轴，同时增加了推力关节轴承，来分担轴向力，改善了轴向的受力情况。 目前该结构已加工完成，并安装至实车进行了试验，结构强度得到考验。特别是在加装了集中润滑之后，摆动桥架的润滑保养十分方便。 参考文献： 1] 战凯. 10t井下自卸汽车的研制[J]. 矿冶. 1996第5卷1期 :1-8 [2] 北京矿冶研究总院.地下无轨车辆的摆动架.中国.实用新型专利CN201020509693.4[P]公开日2011-03-23 [3] 龚培康汽车拖拉机有限元法基础[M]北京机械工业出版社，1995王新敏? ANSYS结构分析单元与应用人民交通出版社2011-9-1 :34-107 图1 摆动桥架与驱动桥连接 Fig.1 Connection of swinging frame and drive axle 图2 DKC25的摆动桥架结构图 Fig.2 Structure of DKC25 swinging frame 图3 常规摆动桥架结构图 Fig3. Structure of general swinging frame 图4 径向受力分析图 Fig.4 Analysis diagram of radial force 图5 轴向受力分析图 Fig.5 Analysis diagram of axial force