PTO撥叉改進(jìn)

呂東亞++李樹嶺++朱元元

文章編號：2095-6835（2016）07-0132-01

摘 要：在農(nóng)田作業(yè)過程中，拖拉機需要頻繁地掛接動力輸出。如果動力輸出出現(xiàn)掛接不上或者卡滯的情況，就會給用戶帶來較大的影響，并且維修起來比較麻煩。動力輸出是拖拉機工作的重要組成部分，也是旋耕機、播種機的主要動力來源。通過多年的研究，摸索出了動力輸出PTO撥叉的改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：PTO撥叉；拖拉機；動力輸出；液壓輸出

中圖分類號：TH136 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.132

我國作為一個發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是當(dāng)務(wù)之急，而農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容和基本標(biāo)志，拖拉機則是農(nóng)業(yè)機械化的龍頭產(chǎn)品，其擁有量和產(chǎn)銷量是評價一個國家農(nóng)業(yè)機械化水平的重要標(biāo)志。我國的拖拉機工業(yè)是從建國以后發(fā)展起來的。目前，我國大中型拖拉機已進(jìn)入一個新的開發(fā)階段，新研發(fā)的產(chǎn)品增加了運輸擋位和作業(yè)擋位，增強了動力輸出和液壓輸出，并且提升了動力輸出的可靠性和舒適性。

1 動力輸出撥叉作用介紹

動力輸出撥叉被應(yīng)用于某型號中型拖拉機變速箱的換擋機構(gòu)中。撥叉頭以直徑為24 mm孔套在變速撥叉軸上，并用鋼球、彈簧和開口銷與變速撥叉軸聯(lián)結(jié)，撥叉腳側(cè)夾在PTO撥叉嚙合套的槽中。當(dāng)需要改變動力輸出轉(zhuǎn)速時，操作變速桿，變速操作機構(gòu)通過PTO指行撥桿撥動撥叉頭部的操縱槽，帶動撥叉在變速撥叉軸上滑動，撥叉腳撥動嚙合套在嚙合齒座上滑動，以改變擋位，從而改變動力輸出的狀態(tài)。該撥叉在換擋位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，因此零件應(yīng)具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。

2 動力輸出撥叉的技術(shù)條件

PTO撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的撥叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，撥叉軸孔與變速撥叉軸有一定的配合要求，因此，加工精度要求較高，叉腳兩端面在工作過程中需要承受沖擊載荷。為增強撥叉的耐磨性，撥叉表面要作高頻淬火處理，硬度不小于50 HRC。為保證換擋時撥叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對撥叉軸孔Φ240+0.043 mm的垂直度為0.1 mm。為保證撥叉在撥叉軸上有準(zhǔn)確的位置，且變換擋位準(zhǔn)確，撥叉軸采用彈簧和鋼球自鎖定位。

3 改進(jìn)策略

控制尺寸，化驗材質(zhì)。中輪拖拉機系列采用的PTO變速撥叉零件號為RZG310-570，正火硬度180～234 HB，淬火區(qū)和B表面感應(yīng)淬火，淬火硬度不小于50 HRC，尾部距槽底4 mm的范圍內(nèi)允許不淬火，淬火層深不小于1.2 mm，未標(biāo)注圓角R1～R3；依據(jù)RZG310-570的技術(shù)要求，送工藝材料至研究所化驗材質(zhì)，增加撥叉的抽檢批次，且將原來的抽檢比例從5%提高至8%，嚴(yán)格把控?fù)懿娴耐庑纬叽?。?jīng)過嚴(yán)格把控，問題依然存在。

動力輸出撥叉故障一直是困擾我們降低外賠損失的“老大難”問題。為了解決此問題，我們多次去三包舊件庫分析故障零件，核對圖紙的各項技術(shù)參數(shù)和零件的外形尺寸，始終未能查明原因。

在同行業(yè)中，必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高關(guān)鍵零件的可靠性，降低零件外賠率。分析中輪拖拉機近年來的故障外賠數(shù)據(jù)得出，動力輸出撥叉故障極易造成拖拉機外賠，往年的外賠率為0.69%，位居高故障外賠頻次15位，或外賠率為0.86%，位居高故障外賠頻次12位。

考慮增加加強筋，更改材質(zhì)。通過分析三包舊件的斷裂原因得出，撥叉的斷口都位于加強筋處，因此，可從設(shè)計上增加筋的厚度、改進(jìn)撥叉的外形尺寸。由于撥叉尺寸具有一定的特殊性，在變速箱內(nèi)沒有足夠的空間。在無尺寸空間的情況下，優(yōu)先考慮更改材質(zhì)——由原來的精鑄件改為鍛件45鋼，并對更改前后材質(zhì)的力學(xué)性能、化學(xué)成分進(jìn)行了對比和分析。圖1為熔模鑄鋼RZG310-570的金相組織，圖2為鍛件45鋼的金相組織。表1為熔模鑄鋼RZG310-570和鍛件45鋼的力學(xué)性能對比情況。

對比發(fā)現(xiàn)，采用鍛件45鋼材質(zhì)可以有效避免因采用鑄件時容易在鑄件內(nèi)部或表面形成氣孔、疏松、砂眼、偏析、裂紋等缺陷。如果上述缺陷在粗加工后未得到消除，隨后淬火時，缺陷則是裂紋源，極易形成淬火裂紋。改進(jìn)方案明確將熔模鑄鋼RZG310-570改為鍛件45鋼，以滿足撥叉的特殊空間尺寸要求和硬度要求。接著進(jìn)行了樣件的試裝和實驗，獲小批量成功，并且投放市場，以跟蹤驗證改進(jìn)效果。實驗得出，外賠臺次和外賠數(shù)量呈現(xiàn)明顯下降趨勢?？梢?，批量裝配后，改進(jìn)效果非常明顯。匯總該種零部件在其他車型中是否存在類似的問題。

4 結(jié)論

在實際應(yīng)用中，將鍛件替代原來的鑄件，效果明顯，外賠率、外賠臺次均明顯下降，扭轉(zhuǎn)了往年持續(xù)上浮的勢頭，創(chuàng)造了更好的效益。

現(xiàn)階段，鑄鋼件改鍛件的方法得到了廣泛的應(yīng)用。改進(jìn)動力輸出撥叉，提升撥叉的承載能力，不僅可以降低成本，還可以提升拖拉機的整機工作效率。此外，我們還對其他撥叉類零件進(jìn)行了改進(jìn)，將懸掛件特殊部位也改為了鍛件，不僅減少了外賠，還大大提高了產(chǎn)品整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕