重载型矿山自卸车驱动桥滑板的优化分析

冯艳秋 冯彦涛

（鄂尔多斯煤炭技工学校，内蒙古鄂尔多斯017000）

0 引言

驱动桥滑板是车桥与钢板弹簧的连接体，主要作用是承载钢板弹簧传递来的汽车重量、承受钢板弹簧在运动中产生的摩擦。本文主要设计分析对象为AK-BZ系列驱动桥滑板。产品技术来源于奔驰原设计，在国内已经使用近20年，在国内市场适应性方面正在逐步改进。AK-BZ系列所用的驱动桥滑板是为2BZ车型设计，应用于福田汽车公司、江淮汽车公司等生产的重型自卸车。在福田市场，对应车型广泛应用于矿区，超载普遍，再加上路况恶劣，常发生弹簧滑板早期磨损、断裂故障。

1 驱动桥滑板的设计目的

降低AK-BZ驱动桥滑板故障率，提高产品市场可靠性，延长使用寿命是本次设计的目的。

驱动桥滑板由滑板底座、顶盖、滑板侧壁1、滑板侧壁2组成，在实际工作中其安装位置如图1所示。

图1 实物安装位置图

其中，滑板顶盖需承受车辆颠簸时与限位块之间的撞击，而滑板侧壁则支撑于滑板顶盖，使得产生的冲击得到分解与传递，这就需要滑板侧壁及顶盖拥有足够的强度来支持在这种撞击下的正常工作。

随着冲击的传递，其由滑板侧壁传递到滑板底座，滑板底座为滑板侧壁提供支撑作用，最终将冲击传递于桥壳总成。这就需要滑板底座具备足够的强度，并且为了保护桥壳总成，滑板顶盖的强度需略弱于滑板底座，使得产生剧烈撞击时，滑板顶盖被优先损坏，从而最大限度保证车辆的正常行驶，保证侧壁的限位功能及底座的支撑功能。

底座为钢板弹簧提供支撑，需要承受车辆运行时钢板弹簧带来的摩擦，这就要求滑板底座具有一定的耐磨度，防止过早地发生磨损损坏情况。同样，滑板侧壁1为钢板弹簧提供限位作用，也承受来自钢板弹簧的摩擦，需要保证其具备足够的耐磨度。

2 耐磨度优化

根据因果分析，底座磨损过度原因是材料耐磨性不足，增加材料耐磨性，将使底座加工难度增大，成本增加。而采用合金铸钢，增加材料中合金元素的含量，通过细化金相组织来改善耐磨性，材料硬度不变。

在碳钢的基础上加入其他合金元素，如硅、锰、铬、镍、钨、钒、钛等，使其比纯金属拥有更好的物理和机械性能，材料的强度、硬度越高，韧性越好，其抗三体磨料磨损性能就越好。与此同时，使用合金铸钢，还可以在提高产品耐磨度的同时降低其质量，实现汽车的轻量化需求，从整体上提高汽车的经济性，贴近环保的主题。并且合金铸钢还可以提高钢的耐腐蚀能力，驱动桥滑板多用于重载型矿山自卸车，其工作环境较为恶劣，在矿区、化工产业等工作地区，环境腐蚀性较强，也可能加速驱动桥滑板的老化，从而缩短其使用寿命。

所以，对于需要承受钢板弹簧带来的磨损的驱动桥滑板，采用合金铸钢，可以有效提升其耐磨度，延长产品的使用寿命。

3 产品未来优化发展可能性及展望

工业时代的到来提升了人类的物质文明建设速度，其优点在于快捷、严谨、规范、标准，不同产品间可以通过同样的技术标准来约束，提高了产品的通用性。一个成熟的产品，大多都由许多标准化零件组成，其内部各零件的寿命决定了产品寿命。然而产品内部零件的寿命参差不一，高强度作业的零件一般更容易损坏，为了延长产品的使用寿命，在某标准化规范零件发生损坏时，可以通过更换另外的新零件来使产品继续正常使用，而不至于“牵一发而动全身”。

3.1 产品的标准化规范

正如齿轮、螺栓对于机械产品一样，驱动桥滑板对于重载型矿山自卸车而言，也是不可或缺的重要零件之一。通过标准化规范，使得产品出现故障时，可以通过快速更换新零件来使产品出故障的时间缩至最短。如果将驱动桥滑板再次细化，将其容易发生断裂、磨损损坏的地方进行加强，并细化出更小的标准化“零件”，通过它们组成驱动桥滑板这一产品，当其中一处发生故障时，就可以通过快捷更换这些标准化的小“零件”，使得故障造成的损失降至最小。

3.2 易发生磨损损坏处的优化方案

驱动桥滑板用于重载型矿山自卸车，其工况恶劣，颠簸严重且频繁，这就使得钢板弹簧与驱动桥滑板间的磨损剧烈，磨损在底座尤其严重。同理，可以将底座磨损严重处作为一个细化的零件独立出来，在磨损损耗量达到一定程度时，可以通过更换类似磨损垫片的零件，来延长产品的使用寿命，节约成本。

可以考虑应用高分子材料的发展技术，将滑板底座弧面设计为耐磨橡胶活性组件（缓冲钢板弹簧对滑板底座的冲击，减少两者之间的磨损），通过两个沉头螺钉将橡胶活性组件与滑板本体连接，如图2所示。及足够的耐磨度来承受钢板弹簧带来的磨损损耗，因此对它进行优化，对于确保产品使用寿命，降低故障率和故障的严重性，减少维修成本有着重要意义。

图2 橡胶活性组件与滑板本体连接示意图

驱动桥滑板是重载型矿山自卸车上常见的、不可或缺的零件，对于它的设计与优化正在不断进行发展和完善，结合文中的发展展望，相信更加规范、快捷、低成本的优化方案将会很快面世。

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4 结语

驱动桥滑板作为重载型矿山自卸车中后桥上连接桥壳与板簧的零件，有着非常重要的作用。在恶劣工况下，它需要拥有足够的强度来承受车身的载荷以及颠簸时造成的撞击，以