PTO拨叉改进

吕东亚++李树岭++朱元元

文章编号：2095-6835（2016）07-0132-01

摘 要：在农田作业过程中，拖拉机需要频繁地挂接动力输出。如果动力输出出现挂接不上或者卡滞的情况，就会给用户带来较大的影响，并且维修起来比较麻烦。动力输出是拖拉机工作的重要组成部分，也是旋耕机、播种机的主要动力来源。通过多年的研究，摸索出了动力输出PTO拨叉的改进策略。

关键词：PTO拨叉；拖拉机；动力输出；液压输出

中图分类号：TH136 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.132

我国作为一个发展中的农业大国，实现农业现代化是当务之急，而农业机械现代化是农业现代化的重要内容和基本标志，拖拉机则是农业机械化的龙头产品，其拥有量和产销量是评价一个国家农业机械化水平的重要标志。我国的拖拉机工业是从建国以后发展起来的。目前，我国大中型拖拉机已进入一个新的开发阶段，新研发的产品增加了运输挡位和作业挡位，增强了动力输出和液压输出，并且提升了动力输出的可靠性和舒适性。

1 动力输出拨叉作用介绍

动力输出拨叉被应用于某型号中型拖拉机变速箱的换挡机构中。拨叉头以直径为24 mm孔套在变速拨叉轴上，并用钢球、弹簧和开口销与变速拨叉轴联结，拨叉脚侧夹在PTO拨叉啮合套的槽中。当需要改变动力输出转速时，操作变速杆，变速操作机构通过PTO指行拨杆拨动拨叉头部的操纵槽，带动拨叉在变速拨叉轴上滑动，拨叉脚拨动啮合套在啮合齿座上滑动，以改变挡位，从而改变动力输出的状态。该拨叉在换挡位时要承受弯曲应力和冲击载荷，因此零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。

2 动力输出拨叉的技术条件

PTO拨叉形状特殊、结构简单，属于典型的拨叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，拨叉轴孔与变速拨叉轴有一定的配合要求，因此，加工精度要求较高，叉脚两端面在工作过程中需要承受冲击载荷。为增强拨叉的耐磨性，拨叉表面要作高频淬火处理，硬度不小于50 HRC。为保证换挡时拨叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对拨叉轴孔Φ240+0.043 mm的垂直度为0.1 mm。为保证拨叉在拨叉轴上有准确的位置，且变换挡位准确，拨叉轴采用弹簧和钢球自锁定位。

3 改进策略

控制尺寸，化验材质。中轮拖拉机系列采用的PTO变速拨叉零件号为RZG310-570，正火硬度180～234 HB，淬火区和B表面感应淬火，淬火硬度不小于50 HRC，尾部距槽底4 mm的范围内允许不淬火，淬火层深不小于1.2 mm，未标注圆角R1～R3；依据RZG310-570的技术要求，送工艺材料至研究所化验材质，增加拨叉的抽检批次，且将原来的抽检比例从5%提高至8%，严格把控拨叉的外形尺寸。经过严格把控，问题依然存在。

动力输出拨叉故障一直是困扰我们降低外赔损失的“老大难”问题。为了解决此问题，我们多次去三包旧件库分析故障零件，核对图纸的各项技术参数和零件的外形尺寸，始终未能查明原因。

在同行业中，必须提高产品质量，提高关键零件的可靠性，降低零件外赔率。分析中轮拖拉机近年来的故障外赔数据得出，动力输出拨叉故障极易造成拖拉机外赔，往年的外赔率为0.69%，位居高故障外赔频次15位，或外赔率为0.86%，位居高故障外赔频次12位。

考虑增加加强筋，更改材质。通过分析三包旧件的断裂原因得出，拨叉的断口都位于加强筋处，因此，可从设计上增加筋的厚度、改进拨叉的外形尺寸。由于拨叉尺寸具有一定的特殊性，在变速箱内没有足够的空间。在无尺寸空间的情况下，优先考虑更改材质——由原来的精铸件改为锻件45钢，并对更改前后材质的力学性能、化学成分进行了对比和分析。图1为熔模铸钢RZG310-570的金相组织，图2为锻件45钢的金相组织。表1为熔模铸钢RZG310-570和锻件45钢的力学性能对比情况。

对比发现，采用锻件45钢材质可以有效避免因采用铸件时容易在铸件内部或表面形成气孔、疏松、砂眼、偏析、裂纹等缺陷。如果上述缺陷在粗加工后未得到消除，随后淬火时，缺陷则是裂纹源，极易形成淬火裂纹。改进方案明确将熔模铸钢RZG310-570改为锻件45钢，以满足拨叉的特殊空间尺寸要求和硬度要求。接着进行了样件的试装和实验，获小批量成功，并且投放市场，以跟踪验证改进效果。实验得出，外赔台次和外赔数量呈现明显下降趋势。可见，批量装配后，改进效果非常明显。汇总该种零部件在其他车型中是否存在类似的问题。

4 结论

在实际应用中，将锻件替代原来的铸件，效果明显，外赔率、外赔台次均明显下降，扭转了往年持续上浮的势头，创造了更好的效益。

现阶段，铸钢件改锻件的方法得到了广泛的应用。改进动力输出拨叉，提升拨叉的承载能力，不仅可以降低成本，还可以提升拖拉机的整机工作效率。此外，我们还对其他拨叉类零件进行了改进，将悬挂件特殊部位也改为了锻件，不仅减少了外赔，还大大提高了产品整体质量。

参考文献

[1]胡世炎.机械失效分析手册[M].成都：四川科学院技术出版社，1999.

[2]沈宁一.表面处理工艺手册[M].上海：上海科学院技术出版社，1996.

〔编辑：刘晓芳〕