三種同噸位裝載機驅動橋技術性能比較

輪胎式裝載機驅動橋主要由主傳動器、差速器、半軸、輪邊減速器、盤式制動器、橋殼等零部件組成。其主要有3個功用：一是起承重作用，二是起傳動、減速、增扭作用，三是使兩邊車輪具有差速功能。不同廠牌、不同型號裝載機所配的驅動橋結構不盡不同，參數和性能也所有差異，為了使技術人員清晰地了解這些不同，本文選擇周內廈工XG951、柳工ZL50C、臨工LG952等3種廠牌同噸位裝載機采用的驅動橋進行比較。

1.總體外形

廈工XG951、臨工LG952驅動橋外形如圖1所示，柳工型zL50C驅動橋外形如圖2所示。三者均由主傳動器1、橋殼總成2、半軸3、制動鉗4、制動盤5、輪邊減速器6組成。如圖1、圖2所示。

2.主傳動器

3種同噸位裝載機驅動橋主傳動結構基本一致。其前橋的主動螺旋傘齒輪為左旋，后橋的主動螺旋傘齒輪為右旋。主動小螺旋傘齒輪采用跨置式支承，軸的大端支承在2個圓錐滾子軸承上，軸的小端支承在1個滾柱軸承上。從動大螺旋傘齒輪通過螺栓固定在差速器殼體的凸緣上，差速器凸緣背部有加強筋。

差速器為圓錐齒輪差速器。整體式十字軸上套裝著4個行星直齒圓錐齒輪。它們與左、右半軸齒輪相嚙合，并一起裝入左、右差速器殼體中。左右差速器殼體用螺栓固定在一起。這3種裝載機主傳動差異主要在于齒輪齒數、軸徑、螺旋角大小、軸承規格和差速器殼體尺寸不同，如表1所示。

螺旋角一般范圍在15～35°。柳工ZL50C型、臨工LG952型螺旋角大，可承受的軸向沖擊和振動力較大。加大的主動螺旋齒輪和十字軸軸徑，可提高其抗彎、抗扭和抗剪切性能。

3.半軸

半軸在裝載機運轉中承受扭轉力矩，其兩端都是制有花鍵的實心軸。其采用的全浮動半軸，用于連接半軸錐齒輪和輪邊減速器的太陽輪。這3種裝載機所用半軸結構基本一致，差異在于材質、軸徑、熱處理工藝、熱處理深度和硬度層要求不同，如表2所不。

改進后的柳工ZL50C型裝載機半軸材料采用35GrMo，調質處理后中頻淬火，硬度層達到6～8mm；臨工LG952型裝載機半軸材料沿用30CrMnTi，中頻淬火，硬度層達到9～12mm。兩者均有效提高了硬度層深度，保證了半軸整體強度和芯部韌性，均能避免半軸早期扭轉疲勞斷裂和扭轉變形失效。

3.輪邊減速器

這3種裝載機驅動橋輪邊輪邊減速器結構基本一致，均采用行星齒輪傳動。主動件太陽輪與半軸用花鍵連接，從動件行星架與車輪輪轂用螺栓連接，通過2個圓錐滾子軸承支承在橋殼上。3個行星輪則通過滾針軸承、行星軸支承在行星架上。內齒圈固定不動，與橋殼用花鍵連接。半軸另一端用花鍵與差速器的半軸齒輪連接。

這3種裝載機輪邊減速器均選用32221E和32024E圓錐滾子軸承，差異在于齒輪模數、齒數和傳動比不同，如表3所示。

在保證驅動橋總傳動比與輸入載荷基本不變的前提下，設計人員將柳工ZL50C型裝載機主傳動器主傳動速比減_小，將輪邊傳動速比提高。采取這種設計方案，不僅降低了主傳動器的載荷，增大了主傳動螺旋傘齒輪及差速器的尺寸，而且改善主傳動器的承載情況，提高了整個驅動橋的可靠性。

4.輪邊支承軸和橋殼

3種機型輪邊支承軸和橋殼結構、材質和焊接工藝基本一致。其驅動橋殼體是一根空心梁，橋殼的兩邊與支承軸、制動鉗支架焊接成整體。三者單橋最大承受載荷以及鏟取工況后橋離地時前橋最大負荷有所差異，如表4所示。

三者差異在于：廈ExG951型與臨2ELG952型裝載機的輪邊支承軸與制動鉗支架分開布置；而柳工ZL50C型裝載機取消了制動鉗支架，將制動鉗直接緊固在輪邊支承軸上。柳工方案的優點是橋殼體少了2處焊縫，減少了熱變形。柳工方案不足之處有2點：一是對輪邊支承軸的加工精度要求較高；二是制動鉗安裝距較大，需布置在車輪轂內部，維修時要拆下車輪，不夠方便。

5.盤式制動器與制動力

盤式制動器由活塞、制動片、密封圈、內外鉗、防塵罩等組成。廈工XG951型與臨工LG952型裝載機盤式制動器采用雙缸對置固定夾鉗式，夾鉗固定在橋殼體的制動鉗支架上，制動盤固定在輪轂上，隨車輪一起轉動，如圖3所示。柳工ZL50C型裝載機盤式制動器采用雙缸對置固定夾鉗式，夾鉗固定在橋殼體的支承軸上，制動盤固定在輪轂上，隨車輪一起轉動，如圖4所示。

每個車輪的制動力矩M0與制動氣壓p1、加力泵增壓比u、制動鉗活塞數量n、制動鉗活塞直徑d1、制動盤制動半徑R1、摩擦系數f、車輪自由半徑R等參數有關。3種機型相關的參數以及制動力對比如表5所示。

每個車輪的制動力矩Mn計算如下：

M0=3.14×（d1²/4）P1·u·f·R×8（1）

整機四輪的總制動力矩計算如下：

M總=4×M0（2）

制動力F1計算如下：

F1=M總/R（3）

通過計算可以看出，3種機型制動距離均能滿足GB/T21152-2007標準要求。其中廈工XG951與臨工LG952J型裝載機因制動半徑R、活塞直徑較大，制動力儲備相對較高。廈工XG951型裝載機臨工LG952型裝載機制動鉗布置在車輪轂外部，制動力大，維修方便。

總之，臨工LG952型裝載機改進主動螺旋齒輪螺旋角、十字軸軸徑和半軸熱處理工藝后，其抗彎扭、抗剪切、抗變形、橋荷等力學性能與柳工ZLS0裝載機的驅動橋相當。其部分零件和廈工XG951驅動橋通用。

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