DWL-48型连续走行捣固稳定车泵驱动齿轮箱的研制

邱彦杰 陈亚东 许涛涛

(常州市瑞泰工程机械有限公司 江苏 常州 213011)



DWL-48型连续走行捣固稳定车泵驱动齿轮箱的研制

邱彦杰 陈亚东 许涛涛

(常州市瑞泰工程机械有限公司 江苏 常州 213011)

介绍了DWL-48型连续走行捣固稳定车泵驱动齿轮箱的技术参数及其关键技术，阐述了齿轮箱的结构特点，对齿轮箱箱体进行了有限元分析，同时介绍了齿轮箱的试验情况。

齿轮箱；结构特点；试验

DWL-48型连续走行捣固稳定车是引进PLASS-ER&THEURER公司最新技术生产的新一代大型养路机械，能在捣固作业的同时完成线路稳定作业，大大提高了线路维修养护作业的效率和精度。该稳定车的泵驱动齿轮箱上面安装有为作业装置提供动力源的液压泵，发动机的动力通过其过渡连接到液力机械变速箱，是传动系统中的关键部件，因此研制满足该车型的泵驱动齿轮箱具有重要意义。

1 泵驱动齿轮箱的主要技术参数及要求

泵驱动齿轮箱的最大输入功率为410 kW(转速为1 800 r/min，走行)；最大输入扭矩为：2 500 N·m(转速为1 200 r/min，作业)；工作速度范围：(1 000～1 800 )r/min；传递方式：采用焊接整体式箱体、平行轴系硬齿面圆柱齿轮传动；传动比为0.892；工作环境温度：-10 ℃～40 ℃。

2 泵驱动齿轮箱的结构特点

泵驱动齿轮箱是整车动力系统的关键零部件之一，车辆高速走行时，将发动机的动力直接传递给液力变速箱驱动车辆高速走行；车辆作业时，通过挂挡机构为整车作业走行的驱动泵(1只)、捣固装置的驱动泵(2只)及卫星小车的走行驱动泵(2只)提供驱动力。根据设计要求，设计的泵驱动齿轮箱方案如图1所示。

图1 泵驱动齿轮箱方案图

3 分动箱的关键技术

3.1 齿轮副的设计

泵驱动齿轮箱齿轮的最大传递扭矩为2 500 N·m，齿轮采用17CrNiMo6渗碳淬火，齿面硬度(58～62 )HRC，在不同工况下的齿轮承载能力校核如表1所示。

表1 不同工况下齿轮承载能力校核表

3.2 箱体设计

箱体选用Q345B钢板焊接结构，焊接后去应力退火，其抗拉强度σb≥470 MPa、屈服强度σs≥325 MPa，伸长率δ5≥21%[1]。箱体设有润滑油槽、油位窗、油位标记、润滑油注入口、排放口、通气帽等。

将计算的各轴承的反力加载到对应箱体的轴承孔上，对箱体齿轮轴轴承孔保留轴向旋转自由度，吊挂处全约束后进行箱体受力分析，分析结果如图2所示。

图2 泵驱动齿轮箱箱体校核图

由图2可知，箱体最大位移为0.003 mm，最大应力为4.3 MPa。箱体强度满足使用要求。

3.3 润滑设计

泵驱动齿轮箱输入工作转速为(1 000～1 800)r/min，由于齿轮箱在竖立位置工作，部分齿轮及轴承位置较高，为了保证各齿轮及轴承的润滑可靠性，采用齿轮泵泵油强制润滑+齿轮甩油润滑相结合的润滑方式。齿轮箱润滑系统管路如图3所示。

图3 齿轮箱润滑系统图

齿轮泵B从吸油口A吸油后经箱体中间的油道C泵送至输出端轴承D处润滑轴承，另一部分经三通接头经过箱体中间油道E泵送至输入端轴承F处润滑轴承。安装在主动齿轮上的2个轴承依靠挡油板G、H得到润滑。从动齿轮及轴承工作时靠齿轮飞溅的油液进行润滑。

3.4 换挡设计

换挡采用气缸拨动花键套形式，换挡花键套的花键端面设计成倒圆，减少换挡阻力和冲击；并通过安装于轴承座上的松紧可调式限位螺钉来实现对各挡位的定位，确保脱、挂挡迅速到位。

限位螺钉包括限位柱、螺柱、弹簧、内螺钉(见图4)。弹簧安装在限位柱内，限位柱安装在螺柱内，并通过内螺钉压紧。

图4 限位螺钉结构图

4 齿轮箱试验

为保证齿轮箱的运行安全，分别在齿轮箱挂挡运转和脱挡运转2个工况下进行跑合试验，对齿轮箱的噪声、密封和温升进行检测。

试验结果表明：齿轮箱在脱、挂挡运行情况下，齿轮箱密封性能可靠，齿轮箱热平衡后，最高温度仅42 ℃，齿轮箱运行时无异响，噪声符合规定要求。

5 结论

(1)通过对箱体进行有限元分析和计算，结果表明箱体最大应力在轴承孔边缘，箱体的应力水平较低，远小于材料的屈服强度，验证了箱体的结构设计安全可靠。

(2)通过齿轮箱的试验表明，开发的齿轮箱产品运行平稳、密封可靠，换挡机构使用灵活可靠，齿轮箱完全能满足DWL-48型连续走行捣固稳定车的走行和作业要求。

[1] 钟廷志，曹占伦，刘东明.新编常用金属材料手册[M].北京：人民邮电出版社，2008.□

(编辑：缪 媚)

2095-5251(2016)04-0010-02

2015-10-13

邱彦杰(1986-)，男，硕士研究生学历，工程师，从事齿轮设计工作。

U216.67

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