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合力BZ050型變速箱輸出軸研究

2014-08-12

陳國(guó)友
(安徽合力股份有限公司研發(fā)部裝研所,安徽省合肥市 230022)
  BZ050型裝載機(jī)變速器輸出軸曾出現(xiàn)了幾例擋肩磨損,導(dǎo)致軸承失效。
  BZ050型裝載機(jī)前輸出軸采用的NUP軸承,它不僅具有固定支撐作用,還具有雙向軸向限位功能。輸出軸后端采用NU2212E型軸承做浮動(dòng)支撐,同時(shí)吸收軸的軸向伸縮量。
  原因分析
  裝載機(jī)滿載、爬陡坡工況下轉(zhuǎn)向時(shí),其前端連接的中間傳動(dòng)軸花鍵伸縮產(chǎn)生的摩擦力都要靠輸出軸軸承的軸向力來平衡。經(jīng)分析認(rèn)為,擋肩過度磨損是因?yàn)檩S向力過大。裝載機(jī)使用說明書雖然明確規(guī)定滿載、爬坡時(shí)不能轉(zhuǎn)向,但很多客戶不遵守此規(guī)范,經(jīng)常在此工況下工作,Z終造成擋肩過度磨損。另一種情況是轉(zhuǎn)向限位塊撞擊失效后,導(dǎo)致中間傳動(dòng)軸在極限轉(zhuǎn)向位置,造成軸承失效。為此,我們重新考慮,決定將后輸出法蘭的浮動(dòng)支撐軸承改為C3級(jí)大游隙球軸承。
  改進(jìn)方案
  將輸出軸后端的NU2212E型圓柱滾子軸承(不能承受軸向力負(fù)載)換成NSK 6212型深溝球軸承,并在軸承內(nèi)圈和外圈各加一個(gè)6mm平墊,通過平墊控制左、右軸向的位置,可使其處于角接觸球軸承狀態(tài),2個(gè)軸承能同時(shí)承受軸向力。同時(shí)選用C3大徑向游隙的球軸承,并通過墊片調(diào)整使其實(shí)現(xiàn)角接觸,軸向承載能力更強(qiáng)。 
  查詢德國(guó)INA軸承手冊(cè),NUP圓柱滾子軸承在轉(zhuǎn)速600r/min時(shí)的軸向允許負(fù)荷為10kN,轉(zhuǎn)速2000r/min時(shí)的軸向允許負(fù)荷為3500N。
  查詢?nèi)鸬銼KF軸承手冊(cè), NSK 6212型深溝球軸承的軸向負(fù)荷計(jì)算公式如下:
  F=0.5*C0=18kN
  式中:F——軸向負(fù)荷
     C0——基本額定靜載荷,取36kN
  由以上可以計(jì)算,在軸承轉(zhuǎn)速600r/min時(shí),改進(jìn)后總承載能力F=18+10=28kN。 改換軸承后,對(duì)使用壽命影響不大,軸承徑向承載能力也沒有降低,軸承軸向承載能力得以大大加強(qiáng),使得產(chǎn)品的可靠性明顯提高。