CN104742683A - 一种重载荷平衡轴总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车用零部件加工技术领域，具体是涉及一种重载荷平衡轴总成。两个轴带支架上部通过上连接板连接，该上连接板中部开设有方形孔槽，两个轴带支架底部通过下连接板连接，该下连接板由斜板部以及置于斜板部两侧的直板部，斜板部与直板部之间具有一定角度的夹角。上、下两块连接板使平衡轴总成内部形成一个闭合的框架，使作用在其上的局部应力通过这两块连接板转移分散以保护支架，降低支架因局部受力过大导致的支架断裂的危险，降低维修服务成本。下连接板采用折弯倾斜设计，在保证连接强度的同时，既能最大限度地让开传动轴在各种极限工况下的包络区域，保证下连接板不会和传动轴干涉，又能使连接板不会因离地太近而刮地。

Description

一种重载荷平衡轴总成

技术领域

本发明涉及车用零部件加工技术领域，具体是涉及一种重载荷平衡轴总成。

背景技术

近年来我国经济蓬勃发展，重卡作为生产资料，是用户赖以生存发家致富的挣钱工具，拥有广阔的市场前景。目前重卡市场需求趋势是向大、重型发展，其安全性、可靠性、经济性就显得尤为重要，同时，对生产厂商的技术水平和服务水平要求更高。而多数平衡轴生产商一直饱受索赔和服务费过高的困扰，矿区服役的平衡轴总成售后服务显得尤为吃力。分析其原因多数是超载引起的，导致平衡轴总成难以承受过载的负荷，出现轴承磨损严重，轴壳炸裂，平衡轴拉裂，支架开裂等一系列问题。重卡的使用工况极端复杂，加上超载，就对匹配技术的要求更高，而我国STR平衡轴总成结构自上世纪80年代从奥地利引进以来，外形结构、材料选择和内部关键件结构型号都少有改动，已注定满足不了恶劣工况环境下的矿用自卸车使用。

另外，现有的平衡轴总成还存在如下缺陷：

轴壳在工作过程中与板簧通过骑马螺栓连接，板簧卡在轴壳板簧槽内。轴壳因为板簧的震动而相对于平衡轴的轴做摆动，主要受板簧垂直冲击力和前后扭转力，板簧槽两端由于离轴壳中心最远，故所受的扭转力矩最大。通过CAE分析得知，普通轴壳在转弯时局部应力集中在板簧槽两端，并大于ZG310-570和QT500-7的屈服强度，长期服役于此工况下轴壳开裂漏油。

部分平衡轴总成产品的轴壳还存在漏油的质量问题，漏油点主要有端盖和油封两处，端盖漏油主要是密封不严，油封漏油主要是单油封唇口磨损。另外，大量灰尘，小颗粒的泥沙从单油封进入轴壳腔体内，加剧单油封磨损程度，单油封一旦失效，导致总成漏油。

现有的总成中轴带支架和车架大梁之间的接触面为一个大平面，平衡轴总成和车架大梁连接可靠性不高，易产生支架或连接螺栓断裂的风险。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种降低轴壳和支架因过载而开裂失效的风险，避免应力集中提高轴壳整体强度，轴壳密封性能高的重载荷平衡轴总成。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种重载荷平衡轴总成，轴两侧通过轴带支架支撑，轴的端部通过轴承设置在轴壳内，轴壳的端部设置有端盖，轴带支架顶部呈L形，其具有两个与车架相配合的安装面，两个轴带支架上部通过上连接板连接，该上连接板中部开设有方形孔槽，两个轴带支架底部通过下连接板连接，该下连接板由斜板部以及置于斜板部两侧的直板部，斜板部与直板部之间具有一定角度的夹角；

所述轴壳包括圆形安装筒以及置于圆形安装筒上部用于安装板簧的轴壳本体，该轴壳本体顶部具有限位块，两个限位块之间为轴壳板簧槽，该轴壳板簧槽的两端具有向下倾斜的斜台；

所述轴壳上与端盖连接的一侧开设有环状矩形槽，该环状矩形槽中嵌设有端面密封圈，且轴壳与端盖之间的连接端面填充有密封胶；所述轴壳上与轴带支架连接的一侧开设有环状安装槽，防尘罩一侧卡合于该环状安装槽中，另一侧将轴壳与轴带支架之间的间隙填充；所述轴壳上与轴带支架连接的一侧的内壁开设有两个平行排布的油封档，两个油封档内分别设置有第一油封和第二油封，靠近轴带支架一侧的第二油封的内径大于第一油封的内径以形成梯度油封。

该重载荷平衡轴总成中，所述轴壳本体的两侧向其内部凹陷形成第一镂空部，所述轴壳本体上置于两个斜台之间的轴壳板簧槽向下凹陷形成第二镂空部，该第二镂空部沿圆形安装筒的外壁贯穿轴壳本体。

该重载荷平衡轴总成中，所述轴壳和轴带支架均是由等温淬火球墨铸铁材料制成。

该重载荷平衡轴总成中，所述轴承采用GAC120S角接触关节轴承。

本发明的重载荷平衡轴总成，其有益效果表现在：

1)、总成增加上、下两块连接板，使平衡轴总成内部形成一个闭合的框架，使作用在其上的局部应力通过这两块连接板转移分散以保护支架，降低支架因局部受力过大导致的支架断裂的危险，降低维修服务成本。下连接板采用折弯倾斜设计，在保证连接强度的同时，既能最大限度地让开传动轴在各种极限工况下的包络区域，保证下连接板不会和传动轴干涉，又能使连接板不会因离地太近而刮地。

2)、平衡轴总成选用的角接触关节轴承型号为GAC120S-K，它的承载力是以往GAC110S轴承的1.2倍，可分摊部分过载力，保护了支架和轴壳，满足恶劣环境下超载的车辆使用，降低轴壳和支架因过载而开裂失效的风险，更适合现下高、大、壮的自卸车使用，达到降低维修服务成本的目的。

3)、轴壳采用抗拉强度900MPa，屈服强度650MPa的ADI材料(等温淬火球墨铸铁)，轴带支架采用，抗拉强度750MPa，屈服强度500MPa的ADI材料，这种材料的综合力学性能优良，抗拉强度和屈服强度都比球铁和铸钢高，并且它又保留了良好的伸长率和冲击韧度，大大优于普通球铁和钢。材料本身比重比铸钢小，实现轻量化。同时，ADI的抗拉强度优于调质处理的碳钢，与低合金钢相当。我国是运输车辆生产大国，ADI汽车悬挂件有巨大的发展空间。

4)、对板簧槽的结构进行了改进，增加了板簧槽两端的倒角状斜台，由于板簧槽两边端面(斜台)与板簧不接触，将板簧的反作用力向轴壳板簧槽的中间部位转移分散，避免应力集中。在提高了轴壳整体强度的前提下，对板簧槽两端受力减小的部位适当对称镂空，进一步实现轻量化，并能降低成本。

5)、轴壳上设置防尘罩，能防止灰尘、小颗粒、雨水等进入轴壳腔体内部，有效保护腔内零件腐蚀、失效。装配两个单油封，当一个油封失效时总成仍能继续工作，不至于总成漏油。轴壳端面设置环形矩形槽，装配端面O型密封圈，端盖上加胶，形成双层密封效果，避免端盖处漏油。轴壳密封结构能够满足重型矿用自卸卡车承载要求，性能可靠、结构简单、生产和装配容易。

6)、轴带支架的顶部设计成L型，增加了其与车架大梁之间的接触面，提高平衡轴总成与车架连接的可靠性。

附图说明

图1为本发明的重载荷平衡轴总成的结构示意图。

图2为本发明的重载荷平衡轴总成的装配结构示意图。

图3为轴壳的结构示意图。

图4为轴壳密封装置的结构示意图。

图5为下连接板的结构示意图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。图1和2所示的一种重载荷平衡轴总成，轴5两侧通过轴带支架4支撑，轴5的端部通过轴承设置在轴壳3内，轴壳3的端部设置有端盖411，轴带支架4顶部呈L形，其具有两个与车架1相配合的安装面，两个轴带支架4上部通过上连接板6连接，该上连接板6中部开设有方形孔槽61，两个轴带支架4底部通过下连接板9连接，该下连接板9由斜板部91以及置于斜板部91两侧的直板部92，斜板部与直板部92之间具有一定角度的夹角(如图5所示)。

车架1通过板簧2将车身的载重力传递到轴壳3上，轴壳3因为板簧2的震动而相对于平衡轴的轴5做摆动，如果路况不好轴壳3还会随板簧2的上下跳动做在轴上的上下震动；同时车架1将车身的载重力传递到轴带支架4上，使平衡轴承载车架的一部分载荷；并且也是同一时间，前后桥通过推力杆12作用在总成上使平衡轴与前后桥形成联动整体同时使前后桥载荷分布均匀，从而使平衡轴和前后桥形成有机整体，支撑车身载荷的悬挂结构。

请参阅图3，轴壳3包括圆形安装筒310以及置于圆形安装筒310上部用于安装板簧2的轴壳本体311，该轴壳本体311顶部具有限位块312，两个限位块312之间为轴壳板簧槽313，该轴壳板簧槽313的两端具有向下倾斜的斜台316。

请参阅图4，轴壳3上与端盖411连接的一侧开设有环状矩形槽，该环状矩形槽中嵌设有端面密封圈412，且轴壳3与端盖411之间的连接端面填充有密封胶；轴壳3上与轴带支架4连接的一侧开设有环状安装槽415，防尘罩416一侧卡合于该环状安装槽415中，另一侧将轴壳3与轴带支架4之间的间隙填充；轴壳3上与轴带支架4连接的一侧的内壁开设有两个平行排布的油封档，两个油封档内分别设置有第一油封413和第二油封414，靠近轴带支架4一侧的第二油封414的内径大于第一油封413的内径以形成梯度油封。

该重载荷平衡轴总成中，轴壳本体311的两侧向其内部凹陷形成第一镂空部315，轴壳本体311上置于两个斜台316之间的轴壳板簧槽313向下凹陷形成第二镂空部314，该第二镂空部314沿圆形安装筒310的外壁贯穿轴壳本体311。

轴壳3和轴带支架4均是由等温淬火球墨铸铁材料制成，轴承采用GAC120S角接触关节轴承。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种重载荷平衡轴总成，其特征在于：轴(5)两侧通过轴带支架(4)支撑，轴(5)的端部通过轴承设置在轴壳(3)内，轴壳(3)的端部设置有端盖(411)，轴带支架(4)顶部呈L形，其具有两个与车架(1)相配合的安装面，两个轴带支架(4)上部通过上连接板(6)连接，该上连接板(6)中部开设有方形孔槽(61)，两个轴带支架(4)底部通过下连接板(9)连接，该下连接板(9)由斜板部(91)以及置于斜板部(91)两侧的直板部(92)，斜板部与直板部(92)之间具有一定角度的夹角；

所述轴壳(3)包括圆形安装筒(310)以及置于圆形安装筒(310)上部用于安装板簧(2)的轴壳本体(311)，该轴壳本体(311)顶部具有限位块(312)，两个限位块(312)之间为轴壳板簧槽(313)，该轴壳板簧槽(313)的两端具有向下倾斜的斜台(316)；

所述轴壳(3)上与端盖(411)连接的一侧开设有环状矩形槽，该环状矩形槽中嵌设有端面密封圈(412)，且轴壳(3)与端盖(411)之间的连接端面填充有密封胶；所述轴壳(3)上与轴带支架(4)连接的一侧开设有环状安装槽(415)，防尘罩(416)一侧卡合于该环状安装槽(415)中，另一侧将轴壳(3)与轴带支架(4)之间的间隙填充；所述轴壳(3)上与轴带支架(4)连接的一侧的内壁开设有两个平行排布的油封档，两个油封档内分别设置有第一油封(413)和第二油封(414)，靠近轴带支架(4)一侧的第二油封(414)的内径大于第一油封(413)的内径以形成梯度油封。

2.根据权利要求1所述的重载荷平衡轴总成，其特征在于：所述轴壳本体(311)的两侧向其内部凹陷形成第一镂空部(315)，所述轴壳本体(311)上置于两个斜台(316)之间的轴壳板簧槽(313)向下凹陷形成第二镂空部(314)，该第二镂空部(314)沿圆形安装筒(310)的外壁贯穿轴壳本体(311)。

3.根据权利要求1所述的重载荷平衡轴总成，其特征在于：所述轴壳(3)和轴带支架(4)均是由等温淬火球墨铸铁材料制成。

4.根据权利要求1所述的重载荷平衡轴总成，其特征在于：所述轴承采用GAC120S角接触关节轴承。