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进口牵引车转向桥国产化技术改造

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：詹维标

[导读] 摘要：进口牵引车使用已经超13年，转向桥各机构件老化严重，故障率高，维修成本高，配套件采购周期长等原因。

        广州港南沙港务有限公司广东广州 511462
        摘要：进口牵引车使用已经超13年，转向桥各机构件老化严重，故障率高，维修成本高，配套件采购周期长等原因。为了更好保障转向桥性能，减少安全隐患，降低维修成本和维修效率，对转向桥的强度、刚度和转向角度等参数进行技术分析，对转向桥进行国产化改造。
        关键词：牵引车；转向桥；改造
        0前言
        广州港南沙港务有限公司（下称“南沙公司”）购置了70台CAPACTTY牵引车是美国制造，目前CAPACITY牵引车使用时间都超过13年，转向桥金属结构老旧严重，主要集中在转向桥的前轮毂轴承座磨损、转向节磨损、主销以及衬套损坏等问题，由于转向桥问题突出，需要缩短日常维修检查周期，大大的增加维修人员劳动强度，车辆停机时间。另外转向桥由于车辆的更新换代，原装转向桥和配套件不再制造，只能对部分损坏的金属结构件进行委外加工，但使用周期较短，故障率高。为了更换确保牵引车的出勤和安全生产，经调研要求对转向桥进行国产化改造。
        1概括
        CAPACITY牵引车的转向桥是采用左则单液压油缸助力，利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现牵引车的转向，同时还承受和传递牵引车与车架及车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩，并保证转向轮作正确的转向运动。
        1.1转向桥组成
        转向桥主要是由桥轴（梁）、转向节、主销和轮毂等部件组成，详见图a：

                                             图a转向桥结构图
        1.2现状分析
        南沙公司70台CAPACITY牵引车转向桥故障频发，主要原因是前轮毂轴承座磨损严重、转向节故障、主销以及衬套损坏等问题，导致轮毂脱落的机损事故。CAPACITY牵引车转向桥主要的故障集中在以下几个方面问题：
        1.2.1 转向桥前轮毂轴承座磨损严重；
        1.2.2 转向桥转向节磨损和老化严重；
        1.2.3 转向桥主销以及衬套磨损严重。
        由于进口牵引车零部件供货周期长且价格昂贵，近几年，此类型号的零部件已经停产。因此，在日常维修的过程中只能拆下旧件对磨损的部位进行填焊修补，这不仅大大增加了维修时间与成本，同时，由于反复的修补致使前桥转向系统的安全性也较差，所以转向桥转向系统的改造势在必行。
        2改造调研和方案论证
        由于CAPACITY牵引车出产厂家已经不再生产该类型号牵引车，而转向桥的配套件也不生产，为了更好解决转向桥的问题，减少安全事故，现需要对CAPACITY牵引车转向桥进行国产化改造，确保牵引车出勤保障。
        2.1 转向桥基本尺寸参数

                                  图b原转向桥尺寸
        参照原装转向桥的基本参数，进行市场调研和技术分析，南沙公司技术员对周边码头在用的国产牵引车转向桥使用状况和基本参数进行对比，经过研究和现场技术经验论证，南沙公司在用国产牵引车转向桥基本参数是比较接近，是最佳选择了为转向桥国产化改造。 2.2技术要求
        通过转向桥的技术论证和市场调研，国产转向桥选择要求：保证有足够的强度，以保证可靠的承受车轮与车架之间的作用力；保证有足够的刚度，以使车轮定位参数不变；保证转向轮有正确的定位角度，以使转向轮运动稳定，操纵轻便并减轻轮胎的磨损；转向桥的质量应尽可能小，以减少非簧上质量，提高牵引车行驶平顺性。
        2.3转向桥技术参数对比
        通过市场调研和技术参数分析，并结合南沙公司在使用国产牵引车前桥的运行情况，选择了国产牵引车配套转向桥（型号：HFP1），该转向桥基本参数与原装转向桥进行对比。
        2.3.1转向结构型式
                                                                          表1：转向结构型式对比

        备注：选择国产转向桥的结构型式是一样。
        2.3.2转向桥技术参数
                                                                         表2：转向桥技术参数对比

        备注：选择国产转向桥技术参数类同。
        2.3.3 转向轮定位角
                            表3：转向轮定位角对比

        备注：选择国产转向桥转向轮定位角类同。
        2.4转向臂的选择
        由于原装转向桥是采用左侧单油缸助力转向，使用单臂推动转向桥。而选用国产的转向桥是可以采用单油缸和双油缸助力转向，考虑到原装转向桥采用单油缸助力转向能满足要求，和液压油箱储油量，因此选择了单油缸转向助力比较合适，并要求配套安装单转向臂。
        3.改造的实施
        3.1对国产转向桥弹簧钢板定位孔进行电焊填补，并对电焊填补过的定位孔打磨平。

                            图c定位孔填补前                                         图d定位孔填补后
        3.2 根据原装转向桥定位孔参数，对国产前桥安装弹簧钢板法兰面进行加工钻孔。
        3.3 原装转向桥是采用单液压油缸转向，选择国产转向桥是单/双液油缸转向形式，加装丁字臂。
        3.4转向油缸、拉杆球头和连接衬套等件改造为国产配套件
        转向桥改造单向转向“丁字臂”，其配套的国产转向油缸、拉杆球头和连接衬套等进行改造。
        3.5验收和调试

                              图e安装“丁字臂”图                               图f转向桥改造安装好的前桥
                                                                                        表3：转向桥改造后调试情况表

        备注：通过对比国产化改造后牵引车前转向桥故障率与原牵引车转向桥系统故障率降低了56%，我们制定的目标达到了。
        4.改造后状况
        目前南沙公司选择CAPACITY牵引车转向桥国产化改造后，国产转向桥使用效果良好，第一台改造已经近一年时间，未出现异常，使用效果显著。
        4.1优点
        4.1.1国产转向桥配套件购置周期短和费用低，减少维修人员劳动强度；
        4.1.2选型的转向桥轮毂轴承承载比原装轴承大，该转向桥运用于南沙公司国产牵引车上，从未出现轴承损坏而造成轮毂松脱机损事故。
        4.2缺点
        根据目前转向桥改造试点成功，国产转向桥在使用5年左右时，主销需要进行更换，转向节压力轴承也需要同步更换。
        说明本次转向桥改造已经达到预期目的，可以推广到其它CAPACITY牵引车转向桥进行国产化改造。
        5.经济效益的分析
        按目前南沙公司CAPACITY牵引车转向桥国产化改造方案试点的成功，有效的降低维修费用成本。原装牵引车转向桥系统一年一台车的维修费用（备件费用与加工费用）约2.3万元，而整改一台费用约2.5万，可以保证转向桥使用寿命超过5年，平均每年维护费用少于0.1万，投入费用也比较合理。以每台使用五年计算，相比不进行国产化改造可节省（2.3×5）-（2.5+0.1×5）=8.5万，若70台全部改成国产牵引车转向桥，则5年可节省8.5×70=595万元，平均每年节省295/5=119万元。
        6结语
        南沙公司根据CAPACITY牵引车转向桥通过本次转向桥试点改造成功，一方面提高了改造牵引车技术性能和安全可靠性；另一方面大大的降低牵引车的维修成本和维修人员的劳动强度，有效的保障牵引车出勤。
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        [3]赵萍，徐秀.基于ADAMS的车辆转向杆系动态仿真分析[J].汽车实用技术，2017，（8）
        [4]李鑫，李想，刘炳彤，徐学磊.多轴车辆转向杆系运动精度与可靠性分析[J].数字化用户，2014，（13）.