工程車橋柔性減振擺動裝置設計

饒俊良 胡曉輝

摘? 要：由于礦用車輛工礦惡劣，車架上都設計有橫向擺動裝置，現有裝置都是剛性連接，造成車輛的平順性較差，同時也影響了車輛的可靠性。因此，文章提出一種工程車橋柔性減振擺動裝置，該裝置主要由擺動裝置固定部、擺動裝置擺動部、中間銷軸、阻尼減震器、限位塊、銅套等組成。該裝置在擺動裝置中設定了2對阻尼減震器，可以優化擺動裝置的負載和受力，避免了現有產品中的弊端，大大提高了車輛的舒適性和安全性。

關鍵詞：工程車輛;柔性;減振;擺動裝置

中圖分類號：D402 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）29-0092-02

Abstract： Because of the bad industry and mining of mining vehicles， the frame of a vehicle is designed with a lateral swing device. The existing devices are all rigid connections， resulting in poor ride comfort of vehicles， but also affect the reliability of vehicles. In this paper， a flexible vibration damping and swinging device for engineering vehicle bridge is proposed. The device is mainly composed of a fixed part of a swinging device， a swinging part of a swinging device， an intermediate pin shaft， a damping shock absorber， a limit block， a copper sleeve， etc. The device is equipped with two pairs of damping shock absorbers in the swing device， which can optimize the load and force of the swing device， avoid the disadvantages of the existing products， and greatly improve the comfort and safety of the vehicle.

Keywords： engineering vehicle; flexibility; damping; swinging device

引言

礦用車輛的行走系統由車輛的行走機構和承載機構組成， 它主要包括前、后車架、車廂、中央鉸接式結構、擺動結構、輪胎、車輪和懸掛等零部件。地下礦用汽車的整車結構由前車架、后車架與車廂組成。前后車架連接采用中央鉸接式結構[1-2]。

由于礦用車輛的行駛環境惡劣，工況及地面路況情況復雜，在鉸接式車架的一端，常見的是在后車架上設計有一種擺動結構[3-5]。這種擺動結構一端連接驅動橋，一端連接車架。當礦用車輛行駛在坑洼路面時，車輪和驅動橋可以相對車架產生橫向擺動，在一定程度上保證車輛四輪同時著地，并且整車質量均是附著質量，增加了車輛的附著力，保證了車輪與地面之間的附著牽引性能，同時增強了車輛在裝載或運輸工作中的穩定性，避免車架產生附加載荷[1-2]。

目前這些車橋擺動裝置都是剛性連接，在路面不平時，雖然會提供一定幅度的偏轉擺動，保證輪胎著地，但是減振效果不好，平順性較差，尤其是擺動時的剛性撞擊，降低了結構的可靠性和車輛的安全性。

1 設計方案

為了解決上述技術問題，設計一種柔性減振式的工程車橋擺動裝置。如圖1所示。

工程車橋柔性減振擺動裝置主要由擺動裝置固定部、擺動裝置擺動部、中間銷軸、彈性單元或者阻尼減震器、固定部支板、擺動部支板、擺動部橋安裝板、限位塊、銅套組成。

擺動裝置擺動部中包含并焊接有擺動部支板、擺動部橋安裝板、限位塊，擺動裝置固定部中包含并焊接有固定部支板，擺動裝置擺動部前部、后部各焊接有2塊固定部支板，擺動部支板置于固定部支板之間，擺動部支板和固定部支板開孔同軸布置，中間安裝中間銷軸，中間銷軸一端固定在擺動裝置固定部上的固定部支板上。

擺動裝置固定部通過焊接或者螺栓固定在后車架車體墻板上，擺動裝置擺動部通過中間銷軸與擺動裝置固定部鉸接在一起，可以繞著中間銷軸轉動。為了潤滑和防止磨損，在擺動裝置擺動部上的擺動部支板的開孔與中間銷軸之間安裝有銅套，銅套可采用“自潤滑軸承”，比如“石墨銅套”。

在擺動裝置擺動部上焊接有限位塊。在車架擺動時起到限位的作用。

擺動部橋安裝板焊接在擺動裝置擺動部的下面，擺動部橋安裝板上固定安裝了車輛驅動橋。

在擺動裝置固定部、擺動裝置擺動部之間還安裝有阻尼減震器。阻尼減震器可以是液壓減震器，也可以是彈簧減震器。為了考慮減震器的阻尼平衡，可以將它們對稱布置，同時，為了減少擺動過程中徑向的偏置載荷，可以將它們成夾角布置，本設計中設定為10°夾角。此外，為了避免前后部的軸向偏置載荷，減震器在前后部可以各配置一對。

擺動裝置擺動部和擺動裝置固定部上焊接有阻尼減震器的安裝支架，阻尼減震器一端安裝在擺動裝置擺動部上，一端可安裝在擺動裝置固定部上，這一端也可以安裝在后車架車體墻板上。

2 裝置原理

當車輛在水平路面行駛時，車輛驅動橋保持水平，擺動裝置固定部、擺動裝置擺動部不做相對轉動，阻尼減震器的行程不變化。

當車輛在坑洼路面行駛時，如果沒有擺動裝置，一側車輪將懸空，降低了車輛的牽引性能。車輛設計有擺動裝置時，如圖2所示，因為安裝在擺動裝置擺動部上的驅動橋可以繞中間銷軸轉動，這就保證當一側的輪胎通過坑洼，此時驅動橋會向一側擺動，保證2側的輪胎都能同時著地。

當擺動裝置擺動部旋轉與擺動裝置固定部成7°夾角時，限位塊與擺動裝置固定部接觸，限制擺動裝置擺動部旋轉，避免因為車體擺動幅度過大影響車體的穩定性而發生傾覆。在限位塊上斜切有7°的斜角，可以提高限位時的接觸面積，保證在轉動限位時能夠面接觸。

3 結束語

常見的擺動裝置設計都是剛性的，本裝置中，因為添加了阻尼減震器，當擺動裝置擺動部轉動時，阻尼減震器的行程發生變化，承受壓力，可以保證這個擺動過程的平緩和柔性。應用這種裝置，可以避免現有產品中剛性撞擊和硬性振動的弊端，不僅僅可以優化車橋擺動裝置的負載和受力，也大大提高了車輛的舒適性和安全性。

參考文獻：

[1]高夢熊.地下裝載機[M].北京：冶金工業出版社，2011.

[2]高夢熊，趙金元，萬信群.地下礦用汽車[M].北京：冶金工業出版社，2016.

[3]饒俊良，汪達勇.防爆膠輪車傳動橋擺動架有限元分析[J].機械工程師，2015（09）：90-91.

[4]鐘勛，陳峰，饒俊良.無軌膠輪車回轉體緊固螺栓連接性能研究[J].機械工程師，2014（11）：179-181.

[5]楊翰元，于國紅.JCCY-2型鏟運機雙支承式后橋擺動架結構設計及制造[J].礦山機械，2012，40（3）：126-128.