一台6t侧面叉车在使用过程中出现了传动链条断裂现象。
1、传动链条断裂原因
针对传动链条断裂可能的原因进行逐一分析,结果如下:
(1)考虑到传动链条可能存在质量问题,对断裂链条的链板、销轴进行了机械性能检测;对链条的拉伸载荷进行了检测。结果表明链条符合设计要求。
(2)对作业现场的链轮、链轮箱、传动轴进行了检测分析。分析结果是链轮、链轮箱部分项目不符合设计要求,但不是产生链条断裂的主要原因。
(3)对链条传动速度、链条选型进行了设计校核。结果发现链条传动存在设计问题。经过分析,笔者认为这是产生链条断裂的主要原因。
6t侧面叉车传动系统组成及动力传递:发动机――变速器――链轮箱――传动轴――主减速器――轮边减速器――车轮。
柴油机:额定转速2200r/min,额定功率55kw。链轮箱:主动链轮23个齿,从动链轮26个齿,减速比为1.13,链条为12A型滚子链。主减速器:选用合力5~7t叉车主减速器,减速比6.33。轮边减速器:选用合力5~7t叉车轮边减速器,减速比4.25。前进Ⅰ挡/后退Ⅰ挡总减速比为49.28,前进Ⅱ挡/后退Ⅱ挡总减速比为15.99。
通过校核计算,单排链条传递功率为17.62kW,小链轮最高转速为4182r/min。根据单排链条传递功率及小链轮最高转速,按《机械设计手册》中ISO A系列滚子链功率曲线图选取链条型号。由于小链轮最高转速太高无法选取合适的链条。在咨询了专业链条厂的技术人员后,得知12A型链条的速度应不高于12m/min,而实际使用中却高达29.3m/min。链条速度过高会引起链条断裂、链片脱落、销轴咬合等等问题,因此可以断定侧面叉车链条传动设计所选取的12A型链条不合理,存在链条断裂危险。
2、传动系结构改进
由于已经确认6t侧面叉车是因为传动链条传动速度太快导致传动链断裂,必须对原传动系统进行改进,在行驶速度合理的前提下,适当降低小链轮最高转速。在链条传动前增加一级齿轮减速以降低小链轮转速,增加链条传动的减速比,去掉原驱动桥上的轮边减速机构。
6t侧面叉车传动系统组成由原来改为:发动机――变速器――齿轮减速――链轮箱――传动轴――主减速器――车轮。
齿轮减速:重新设计,一级齿轮减速,减速比为3.04。链轮箱:主动链轮23个齿,从动链轮32个齿,减速比为1.39,链条为12A型滚子链。主减速器:合力5~7t叉车主减速器,减速比6.33。
前进Ⅰ挡/后退Ⅰ挡总减速比为14.07,前进Ⅱ挡/后退Ⅱ挡总减速比为43.36。
根据《机械设计手册》中滚子链传动设计计算对6t侧叉的链传动进行设计校核,单排链条传递功率为17.62kw,小链轮最高转速为1375r/min。
根据单排链条传递功率及小链轮最高转速,按《机械设计手册》中有关滚子链功率曲线图选取链条型号,选取12A型滚子链,链条速度则降至9.98m/min。对所选的12A型滚子链进行了静强度计算、耐疲劳工作能力计算、耐磨损工作能力计算及抗咬合工作能力计算,均能满足使用要求。
传动系统改进后的6t侧面叉车进行了100h强化试验,链条传动系统没有发现任何问题。改进后的6t侧面叉车用户已使用近一年时间,没有出现一例类似故障。