李艷兵，楊 凱，陳學(xué)斌，周華榮，馮海青

(湖北三江航天萬山特種車輛有限公司 重型工程裝備研究所，湖北 孝感 432000)

1 引 言

液壓掛車是一種自帶液壓懸掛升降、可實(shí)現(xiàn)多車組合并車的重型運(yùn)輸設(shè)備(如圖1所示)。液壓掛車的工作過程可描述為：通過輪組上的升降系統(tǒng)降低運(yùn)輸車自身高度后，由牽引頭駛?cè)氪\(yùn)載貨物下方，然后通過升降系統(tǒng)升高車架頂升起貨物，最后利用牽引頭將貨物運(yùn)到任意指定地方。整個過程無需其他起吊設(shè)備輔助，應(yīng)用于各種大型設(shè)備運(yùn)輸。該車由動力鵝頸、兩軸線模塊車、凹板梁及模塊車、牽引頭組成。

圖1 液壓掛車

然而，運(yùn)輸車在長時間行駛過程中，螺栓存在松動隱患。隨著車輛振動時間的加長，壓緊螺母逐漸產(chǎn)生松動，同時彈性圓柱銷的彈性變形隨著壓緊螺母的松動而減少。當(dāng)彈性圓柱銷的彈性變形降低到一定程度時，螺栓即出現(xiàn)松動的情況，導(dǎo)致輪輞螺栓變形，最后輪胎脫落。

2 輪胎故障現(xiàn)象

2020年5月26日，120m3運(yùn)輸車在四川空分公司裝罐聯(lián)調(diào)后，從四川簡陽上高速運(yùn)輸至海南文昌發(fā)射場。車輛運(yùn)輸至四川內(nèi)江高速段時，發(fā)現(xiàn)有輪胎脫落。

經(jīng)初步檢查，輪胎損壞3件，鋼圈1件變形，205懸架位懸掛油缸缸筒有明顯碰擦痕跡，205懸架車橋制動轂與地面有磕碰痕跡，車橋多件輪輞螺栓變形，如圖2所示。問題發(fā)生時，從四川空分公司到發(fā)生故障處行駛里程約120km，有效行駛時間約4h(5月26日上午8:30離開川空廠區(qū)，約10時行駛到高速入口，拆卸右側(cè)201～205外側(cè)輪胎各1件，共5件，用于通過收費(fèi)站入口，復(fù)裝輪胎后，約12時車輛開始行駛，16時許發(fā)現(xiàn)輪胎脫落)。

該運(yùn)輸車于2019年12月用戶到廠驗(yàn)收，2020年1月交付。該車采用動力鵝頸、兩軸線模塊車、凹板梁及三軸線模塊車組成，牽引頭用陜汽德龍3000系列。

(a)105懸架外側(cè)輪胎 (b)205懸架內(nèi)側(cè)輪胎脫落

(c)205車橋內(nèi)側(cè)磕碰

(d)205懸架螺栓變形 (e)205油缸碰擦圖2 輪胎損壞零部件示意圖

3 輪胎脫落故障分析及處理措施

輪胎螺栓是車橋與輪胎連接的緊固件，用于輪轂與輪輞的連接。通過車輪螺母將車輪總成固定在車橋上，使車輪實(shí)現(xiàn)其承載和傳遞動力的作用。在汽車行駛過程中，如果出現(xiàn)輪胎螺栓松動乃至折斷，將嚴(yán)重危及車輛的行駛安全。針對該故障對可能造成輪胎脫落的各因素進(jìn)行檢查、分析判斷，給出相應(yīng)的處理措施。

3.1 設(shè)計(jì)問題

車輛螺栓選用專業(yè)車橋廠家的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，型號為M22×1.5-10.9級，螺栓材質(zhì)為35CrMo。根據(jù)緊固件機(jī)械性能國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3098.13—1996)，螺栓M22×1.5×L10.9的扭矩要求在740N·m～880N·m之間，設(shè)計(jì)扭矩為780±10N·m，符合扭矩要求。所以，排除螺栓設(shè)計(jì)選型問題。

3.2 裝配制造問題

3.2.1 彈性圓柱銷裝配齊全

彈性圓柱銷用于減少輪輞與車橋螺栓的旋轉(zhuǎn)間隙，減少車橋與輪輞相對轉(zhuǎn)動，提高輪輞與車橋的防松能力，如圖3所示。圖紙要求車橋安裝輪輞時，需要對角安裝兩件彈性圓柱銷。經(jīng)過對脫落的輪輞現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)車橋螺栓上安裝有兩件彈性圓柱銷，且符合圖紙安裝要求。所以，排除彈性圓柱銷裝配齊全問題。

圖3 彈性圓柱銷示意圖

3.2.2 螺栓是否擰緊

檢查擰緊力矩是否滿足要求。裝配扭矩過小會導(dǎo)致螺母松動，裝配扭矩過大會導(dǎo)致螺栓屈服、輪輞螺栓孔螺母裝配面屈服，要求車輪螺栓擰緊力矩為780N·m。

(1)裝配工藝要求：輪胎的拆裝均需采用LC588大型輪胎拆裝機(jī)進(jìn)行。輪胎氣門芯安裝方向朝外，并保證安裝高度不超過10mm，內(nèi)外側(cè)輪胎氣門芯安裝方向相差180°。輪胎緊固螺絲需按照要求力矩進(jìn)行緊固，跑車試驗(yàn)結(jié)束后要求進(jìn)行二次緊固。螺栓擰緊時，以對角線方式將車輪螺母擰緊到規(guī)定的擰緊力矩。

(2)調(diào)試試驗(yàn)要求：每個輪輞上的車輪螺栓抽取對角線上的2件螺母進(jìn)行檢測，若不合格，對該輪輞上所有車輪螺栓重新擰緊。重載試驗(yàn)后，由鉗工班組對整車輪輞上的車輪螺栓全部擰緊一次，使用紅色油漆記號筆標(biāo)記。螺栓擰緊順序如圖4所示。

圖4 螺栓擰緊順序示意圖

復(fù)查120m3運(yùn)輸車出廠試驗(yàn)檢驗(yàn)記錄，如圖5所示，記錄情況表明，符合裝配工藝和調(diào)試試驗(yàn)要求。因此，該120m3運(yùn)輸車出廠螺栓已擰緊，所以排除螺栓擰緊問題。

圖5 出廠試驗(yàn)檢驗(yàn)記錄表

3.3 用戶使用問題

3.3.1 超載、超速使用

若載重大于本車規(guī)定最大值或行駛速度大于本車規(guī)定最大速度，螺栓承受力矩過大，會加快螺栓松動損壞，從而使得輪胎脫落。液壓掛車車速與載荷對應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 液壓掛車車速與載荷對應(yīng)關(guān)系

120m3運(yùn)輸車空罐載荷約60t，速度要求為40km/h。車輛實(shí)際載荷每軸線約17t，車速滿足車輛速度要求，所以排除超載超速使用問題。

3.3.2 螺栓松動未檢查緊固

公司交付用戶《WSYZB液壓掛車使用說明書》(共273頁)第一章概述(P20)中有明確規(guī)定：“行駛50km以后，檢查車輛的車輪螺母和其它所有緊固元件：輪轂螺栓擰緊力矩為780N·m；其余螺栓或螺母的擰緊力矩按照QC/T 518檢查。對未達(dá)到擰緊力矩的緊固件必須緊固到要求狀態(tài)。必須定期重新擰緊所有車輪螺母并檢查緊固配合。每次駕駛前，都必須檢查輪胎壓力。”

公司交付用戶《120m3液氫運(yùn)輸車底盤維護(hù)保養(yǎng)》(共2頁)中也明確規(guī)定了螺栓擰緊要求。

該車輛從2020年1月交付四川川空進(jìn)行上裝聯(lián)調(diào)，到5月底出廠行駛，一直處于負(fù)載情況，螺栓存在松動隱患。從當(dāng)前了解的情況，用戶發(fā)車前沒有對車輪螺栓檢查、擰緊。

根據(jù)以上分析可以得出，因發(fā)車行駛前，沒有對車輪螺母進(jìn)行檢查、擰緊，這是導(dǎo)致螺母松動后輪胎脫落的主要原因。川空公司在接收車輛后、產(chǎn)品運(yùn)輸前，未嚴(yán)格按照液壓掛車使用說明書進(jìn)行檢查保養(yǎng)，造成在行駛120km后，螺母松動、輪胎脫落及損壞。

4 處理措施

對運(yùn)輸車輛采取現(xiàn)場更換損壞輪胎、鋼圈、輪輞螺栓零件，更換零件情況如表2所示。

表2 更換損壞件明細(xì)

按裝配要求，重新裝配105懸架外側(cè)、205懸架內(nèi)側(cè)車輪螺栓，在行駛前對所有車輪螺母進(jìn)行緊固，并在車輪螺母上涂抹油漆進(jìn)行防松標(biāo)識。行駛過程中每次運(yùn)行50km～100km進(jìn)行檢查，最終于6月1日車輛到達(dá)海南現(xiàn)場，在此期間未再發(fā)生螺母松動、輪胎脫落現(xiàn)象，措施有效。

試驗(yàn)跟蹤：120m3運(yùn)輸車更換車橋螺栓后，嚴(yán)格按照使用規(guī)范要求進(jìn)行繼續(xù)運(yùn)輸，連續(xù)每天行駛12h以上，每次運(yùn)行50km～100km進(jìn)服務(wù)區(qū)檢查輪胎、螺栓有無松動，有無漏油、漏氣，軟管接頭有無松動和上裝罐體連接件是否松動，詳細(xì)情況如表3所示。

表3 運(yùn)輸車試驗(yàn)情況

車輛更換零件后，車輪螺栓按要求進(jìn)行定期檢查緊固后，在說明書規(guī)定行駛范圍內(nèi)未發(fā)生螺栓松動現(xiàn)象，故措施有效。

5 結(jié) 論

本文分析了某掛車輪胎脫落的原因并給出了處理措施。從設(shè)計(jì)方面、裝配制造方面以及用戶使用方面總結(jié)了故障要點(diǎn)，有利于完善和提高運(yùn)輸車的可靠性以及維護(hù)性，可對其它運(yùn)輸車故障分析提供參考。用戶在使用運(yùn)輸車時，應(yīng)根據(jù)維護(hù)計(jì)劃和維護(hù)周期定期維護(hù)車輛，對未達(dá)到指標(biāo)要求的零部件應(yīng)及時改善維護(hù)，減少故障發(fā)生率，提高運(yùn)輸效率。