混凝土搅拌车托轮常见问题浅析

饶伟强

（徐州徐工施维英机械有限公司，江苏 徐州 221004）

0 引言

我国现代化建设持续、快速的发展，为混凝土市场发展提供了有力的支撑，近几年混凝土搅拌运输车销售数量举世瞩目，然而，随之而来的质量问题也层出不穷。搅拌车庞大的筒体，仅仅靠减速机和两个托轮支撑，如图 1 所示，根据使用情况发现托轮损坏频率较高，常见问题为：轴承早期损坏、轮子转动异响、“卡死”不转或表面划伤等。本文针对这些问题，进行了原因分析，并提出了改善措施，以提高搅拌车的质量。

图 1 托轮与搅拌筒运动副示意图

1 轴承的早期损坏问题

1.1 原因分析

托轮是用一对“背靠背”安装在心轴上的圆锥滚子轴承支撑，轴承的寿命直接影响到托轮的可靠性。轴承损坏有多种原因，如轴承座有缺陷、不对中、安装不正确、轴与轴承配合不良、润滑不良、密封不良、振动等，其中作用的载荷区或载荷分布方式是导致轴承损坏的主要原因[1]。托轮用轴承早期损坏频率较高，主要是因为车辆使用过程，滚道频繁滑移，导致两轴承室不在同一中心线上，这时托轮一旦旋转，轴承内圈就会振动，导致早期疲劳。

1.2 改善措施

解决托轮两轴承室受力不均问题，需要考虑到重载后滚道与托轮的相对位移量，目前国内外托轮与滚道接触形式主要有平面、球面、锥面三种，见图 2，后两种接触方式可以缓解托轮与滚道对中问题，但考虑到球面结构形式调试难度大，建议采用锥面结构形式。

图 2 轮面结构形式示意图

2 托轮“卡死”不转问题

2.1 原因分析

根据使用情况来看，托轮出现“卡死”不转现象，经常在调试试验过程中和正常使用过程中出现。可能由以下几种原因造成：

（1）轴承游隙问题。托轮装配完成后轴承游隙太小或太大都是不允许的，若轴承游隙过小，就容易在整车调试过程中出现轮子卡死的现象。

（2）轴承损坏。托轮在装配或使用过程中污染物进入轴承内部，导致轴承损坏，轴承一旦损坏，就会出现托轮“卡死”不转现象。

2.2 改善措施

（1）解决托轮游隙问题，建议用转动力矩判定。在装配托轮前，增加一条技术要求：托轮在 1N·m 的力矩作用下可旋转方为合格[2]。根据市场反馈情况来看，16 方搅拌车减速机与托轮大约承受 42t 的重量，而 12 方托轮承受的重量为 31.5t，因此，托轮的驱动力矩与方量有关，建议 8～10 方搅拌车托轮驱动力矩为 2N·m，12～14 方搅拌车托轮驱动力矩为 3N·m，15～18 方搅拌车托轮驱动力矩为 5N·m。

（2）提升托轮密封性能，保持轴承内部清洁度，建议采用唇形密封装置。此外，加强对操作人员的培训，严格操作规程，定期对托轮加注润滑脂。

3 托轮内部或表面异响问题

3.1 原因分析

一般来说，托轮随滚道做正常转动，当发生异响时，通常有两种情况，即托轮表面异响和托轮内部异响，其原因分析如下：

（1）表面异响问题。搅拌运输车使用初期，如果托轮表面没有充足的润滑脂，托轮与滚道正常滚动摩擦失效，发生相互滑动，表面产生异响。

（2）内部异响问题。内部异响通常是由轴承与轮子的配合公差问题导致，若两者加工误差导致过盈量不够，轴承与轮子之间发生相对转动，导致异响。

3.2 改善措施

（1）解决干摩擦问题，建议在产品使用说明书中明确涂抹润滑脂次数，本文给出以下实例以供参考：新车一月之内每天涂抹一次，一到三个月之间每周涂抹二次，之后为每周涂抹一次。

（2）防止异物进入轴承除选用合理的密封形式外，尽量避免安装过程中带入外来物质，设计轮径大小时需考虑轴承型号，建议 30312 轴承匹配 215～225mm轮径、30314 轴承匹配 230～240mm 轮径、30315 轴承匹配 245～255mm 轮径。此外，设计托轮时尽量将密封圈与旋转类零件固定。

4 托轮表面划伤问题

4.1 原因分析

通常，托轮与滚道这一运动副的理想状况为：3～5天后摩擦面形成光亮的表面，若不出现以上状况，两个接触面极易产生起皮、划伤、沟壕[3]。可能有以下几种原因造成：

（1）平行度问题。主要原因为车辆装配过程，由于车架焊接误差导致滚道轴线与托轮体轴线存在一定角度，两者旋转过程中存在不均匀的内应力，导致相互“啃噬”出现表面划伤。

（2）硬度问题。托轮与滚道相对转动时，有冷作硬化过程，通常托轮硬度略高于滚道硬度，若两者硬度匹配不合适，冷作硬化形成之前就已出现相互划伤问题。

4.2 改善措施

（1）改善平行度问题，需要及时校正副车架的焊接工装，调整焊接工艺，控制焊接变形。此外，焊接搅拌筒后锥时，及时调整工装，确保后锥体圆度。但实际生产过程中，以上情况很难控制，建议建立系统的调整作业规范，确保两者轴线平行。

（2）硬度方面，建议滚道增加调质工艺提升表面硬度，缩小与托轮的硬度差值，并加强工件硬度检查，保证托轮与滚道的硬度匹配。

5 结语

本文针对搅拌车用托轮在使用过程中常见的轴承早期损坏、轮子转动异响、“卡死”不转或表面划伤的问题进行了原因分析，并给出了具体的改善措施。系统地提出了托轮的设计要点，如表面结构形式、密封装配方式、轮径设计、密封选用等，为业界同仁提供参考。