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平地机后驱动桥与平衡箱的联接 0 铜套串联的连接 目前，自行车辆主要用于后桥的四轮驱动，每个侧面都有两个驱动箱安装在平衡箱中。为了满足平地机在驾驶过程中依靠平衡箱和路面的高度，并自由悬挂，需要铜固定。这样的联接方式使铜套受力大,对联接部位的加工质量和安装精度要求高,当质量和精度无法达到要求时,振动和冲击还可能对传动系统造成危害。针对该联接的受力情况以及能够随地面不平而相对摆动的要求,现提出采用回转支撑联接驱动桥与平衡箱的方法来代替铜套联接。 1 回转承接参数 回转支承又称转盘轴承或特大型轴承,有时也称其为旋转支承或回旋支承,被称为“机器的关节”,是大多数两部分之间需作相对回转运动,同时又需承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的机械部件所必需的重要传力元件。近年来,随着工程机械主机行业的迅速发展,回转支承得到了广泛的应用。 回转支承按结构形式分类,常见的有单排四点接触球式、单排交叉滚柱式、双排球式及三排滚柱式等几种类型。同一种结构形式的回转支承分为不同的规格尺寸。 对结构形式的选择,中小规格的回转支承应以单排球式为首选型式,大规格则选3排柱式对规格尺寸的选择,回转支承的滚道中心直径(滚动体组节圆直径)D0和滚动体直径d0是构成回转支承基本参数的核心参数。由于回转支承主要在缓慢摆动或较低转速的状态下工作,在这种情况下,如果滚动体与滚道的接触面上接触应力过大,将产生塑性变形。所以,针对这种失效形式,在选用回转支承时,应对回转支承进行静载荷计算,按额定静容量来选择支承尺寸。可以将外负载折算成当量静容量,再乘以合理的安全系数后与回转支承的额定静容量对比来选择D0和d0。 2 回转承接的选择 下面以160型平地机驱动桥和平衡箱联接为例进行回转支承的选型计算,该型号平地机整机质量13 650 kg,后桥质量9 450 kg。考虑该联接和起重机械及挖掘机用回转支承相比规格要小得多,选择使用最广泛的单排四点接触球式回转支承。单排四点接触球式回转支承内、外滚圈上各有2条滚道(共计4条滚道)。每个滚圈上的2条滚道由2段圆弧构成,其中心并不重合,从而构成接触点和接触角。考虑结构和安装尺寸的要求,初步选定JB/T 2300—1999中01系列无齿式回转轴承,型号为010.25.450,滚动体直径d0为25 mm,滚道中心直径D0为450 mm。 2.1 回转正截面的d0—当量轴向载荷Cp的计算 式中:Fa——作用在回转支承上的轴向力(kN); M——作用在回转支承上的倾覆力矩(kN.m); D0——滚道中心直径(mm); Fr——作用在回转支承上的径向力(kN)。 作用在回转支承上的外载荷Fa、M和Fr应根据平地机的最大载荷工况和计算位置算出。根据不同工况和计算位置算出的若干组Cp值,选其中最大值作为计算的当量轴向载荷。 2.1.1 最大推力二力正交试验 平地机在水平地面上过载打滑时的受力分析见图1。 据后桥重量计算得到单侧车轮受地面支反力 取车轮与地面附着系数φ最大值0.75,则后桥单侧车轮所受最大牵引力 二力正交合成得到作用于回转支承的径向力 由径向力Fr产生的倾覆力矩 式中:L——轮胎接地点至回转支承宽度中点之间的距离,为0.696 m。 将计算得到的载荷代入式(1)得当量轴向载荷 2.1.2 后桥1/2的重量 平地机后桥一侧2个车轮位于最大许可坡度为20°的斜坡上,且过载打滑时其受力分析见图2。假设该侧2个车轮仍承受后桥1/2的重量。 图2中:G为后桥重力的1/2(kN);N为地面支反力(kN);Fs为地面摩擦力(kN);R为近似为轮胎当量半径,为0.71 m。 据工况Ⅰ中的计算,G=46.3 kN,则支反力 摩擦力为 此状态回转支承所受轴向力 回转支承所受径向力 回转支承所受倾覆力矩 将计算得到的Fa、Fr、M带入式(1)得当量轴向载荷Cp=680 kN。 2.1.3 后桥受力分析 整机位于最大坡角20°的斜坡上,假设机器处于临界横向倾翻状态,后桥重量全部落在下侧2个车轮上,同时设驱动轮处于打滑状态,受力分析见图3。 后桥受重力 回转支承受轴向力 地面支反力 回转支承所受径向力 回转支承所受倾覆力矩 将计算得到的Fa、Fr、M带入式(1)得当量轴向载荷Cp=925 kN。根据以上3种工况的计算,应取最大值Cp=925 kN。 2.2 单通道回转政策 回转支撑的负荷能力主要用额定静容量C0表示。额定静容量是指在中心轴向负荷作用下,滚动体和滚道接触处的永久变形量之和达到滚动体直径的0.001～0.003,而不影响回转支撑正常运转的负荷能力。 对单排球式回转支承 式中:f——静容量系数,0.108 kN/mm2; d0——滚动体直径,25 mm。 2.3 系数fs的计算 安全系数fs的计算为 由此可知,所选的单排四点接触球式回转支承型号010.25.