腰間盤突出的病理觀察--短軸距車型鉸銷二三點(diǎn)

用于礦山重工況下，這個(gè)場(chǎng)景不少

2020年，不平凡的一年即將到期。謹(jǐn)以此帖，送別這兩蛋的一年。

寫這篇帖子的源頭，原本是因?yàn)槲椰F(xiàn)在開的這臺(tái)龍工850的車架鉸銷關(guān)節(jié)軸承碎裂而不得不修理。而且，經(jīng)常有同行就國(guó)產(chǎn)裝載機(jī)短軸距車型小跨距鉸接式車架為什么不耐用有所爭(zhēng)論，我就來(lái)說(shuō)說(shuō)我的看法。
現(xiàn)在生產(chǎn)的裝載機(jī)，都是鉸接式車架。具有轉(zhuǎn)彎半徑小、采用整體式車橋承載力大、工作裝置易于對(duì)準(zhǔn)工作對(duì)象等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于這些優(yōu)點(diǎn)的，是原來(lái)由整體式車架所受到的扭轉(zhuǎn)、彎曲作用力，變?yōu)樯舷聝蓚€(gè)鉸銷承受。承受這些力的支撐面變成了支撐點(diǎn)，前后車架相當(dāng)于是兩個(gè)頂點(diǎn)重合的三角形。三角形的頂點(diǎn)是鉸銷，兩個(gè)底邊點(diǎn)由前后輪胎構(gòu)成。此時(shí)整機(jī)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作和人的腰的左右扭動(dòng)差不多，因此鉸接銷也被叫作腰軸。和人一樣，腰的脊椎既不能太過(guò)寬大，又要承受支承身體的重量和力量的傳導(dǎo)。所以鉸銷處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，相當(dāng)重要，但受到本身四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)的等速要求，因此短軸距車型都是小跨距鉸接車架。

做這個(gè)動(dòng)作的時(shí)候，腰腹部肌肉受力最大。鉸接式車架的前后車架聯(lián)接處，也是一樣。

鉸接式車架的下視圖。注意右上角的小圖

裝載機(jī)的工作原理就是一個(gè)四個(gè)輪子的杠桿，以前輪為支點(diǎn)，用后半部的重量撬起鏟斗。從側(cè)面看，上下鉸接的空間分布和受力狀態(tài)和健身動(dòng)作-人體旗幟有很高的相似度，看下圖。

大家可以試著感受一下這個(gè)動(dòng)作，以加深理解。鏟斗內(nèi)物料太重，使后輪上抬時(shí)，后部車架就是類似的狀態(tài)。對(duì)于柱子而言，上部手臂用的是拉力，下部手臂是推力。兩臂間距大一點(diǎn)，此動(dòng)作做起來(lái)更容易一些，間距變小，則包括肩背在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)下部手臂的肌肉群更疲勞。

觀察市場(chǎng)上的裝載機(jī)車架，會(huì)發(fā)現(xiàn)大小跨距鉸接的上部位置幾乎沒(méi)有多大差別，下部鉸銷在傳動(dòng)軸的上或是下，是具別二者的關(guān)鍵特征。回看上圖，就相當(dāng)于上部受拉的手臂位置不變，將下部手臂上移。對(duì)應(yīng)的，手腕的彎扭角度也會(huì)加大。在小跨距鉸接上，為什么用關(guān)節(jié)軸承？因?yàn)殛P(guān)節(jié)軸承的允許軸的偏心量比滾子軸承大。另一方面，為了穩(wěn)定姿態(tài)，下部手腕與柱子的摩擦力也必須夠大，在豎直方向上起支撐作用。同樣，鉸銷上的關(guān)節(jié)軸承也是同時(shí)承受前后向和軸向的作用力。關(guān)節(jié)軸承承載徑向力（對(duì)裝載機(jī)而言就是前后方向）能力較好但三承受軸向力又比較差。裝載機(jī)的前后車架同時(shí)存相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，效果類似與鋼管舞中的繞管旋轉(zhuǎn)，車架鉸銷的受力狀態(tài)就像是一個(gè)圓錐形。所以最終關(guān)節(jié)軸承的外圈會(huì)被磨成這樣。

內(nèi)圈從鼓形，變成了圓柱形。

大跨距鉸接的855下部鉸銷的定位套，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后明顯可見是一個(gè)上大下小的錐形。

在小跨距車型，鉸銷關(guān)節(jié)軸承最不耐用的就是柳工50c了，因?yàn)橹挥兴暮蟛寇嚰茏铋L(zhǎng)最重。車架鉸銷直徑，臨工的952可以用60毫米的，枊工50c放大到了80毫米。
我還想吐槽一下龍工850的鉸銷在設(shè)計(jì)上的缺陷。上部鉸銷的防墜落措施是用螺絲把一個(gè)圓盤固定在鉸銷上。這個(gè)螺絲在關(guān)節(jié)軸承松曠后在沖擊力的作用下把車架銷孔徑擴(kuò)大后易于脫落。下部鉸銷上為抵抗重載時(shí)的向上撥的作用力，也用了一個(gè)螺絲加圓盤的固定方式。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行，該螺絲明顯偏小，圓盤也未做成碟形，也易于脫落。

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