小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂斷裂現(xiàn)象分析

高文輝

摘要：闡述了小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂斷裂現(xiàn)象，分析了小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂斷裂的成因，大體上與四項因素有關(guān)。針對這些成因，提出了相適應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：小四輪拖拉機；轉(zhuǎn)向臂；斷裂現(xiàn)象；斷裂成因；預(yù)防措施

中圖分類號：S219.032.3文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.04.025

小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂斷裂是指轉(zhuǎn)向臂的大端處也就是轉(zhuǎn)向臂所承受負荷能力最薄弱的部位，長期在多種復(fù)雜技術(shù)環(huán)境下工作，不斷承受來自不同方向上的外力沖擊，使轉(zhuǎn)向臂的相關(guān)工作部件產(chǎn)生的摩擦、磨損不斷增大，加之在不斷拉伸、彎曲應(yīng)力作用下，相關(guān)工作部件持續(xù)承受交變載荷，使轉(zhuǎn)向臂屈服強度變小，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)向臂突然斷裂。這種事故的突發(fā)出現(xiàn)，并不是一時造成的，而是經(jīng)過長時間的日積月累疊加的結(jié)果。一旦出現(xiàn)這種事故，不是翻車就是撞車、掉溝或撞人，甚至出現(xiàn)機毀人亡的悲慘局面，造成巨大的經(jīng)濟和人身生命財產(chǎn)損失。樹立起安全生產(chǎn)的思想意識，只要使用者平時多留心、多注意，及時維護、保養(yǎng)和正確使用小四輪拖拉機，就可以減少或避免此類事故現(xiàn)象的發(fā)生。關(guān)鍵的問題是，使用者除了應(yīng)該掌握相關(guān)知識外，還應(yīng)在平時就明白是什么原因?qū)е铝宿D(zhuǎn)向臂的斷裂，掌握了有關(guān)的故障因素以后，使用者自身就能夠自覺地對自己的機車增加重視程度。那么，究竟小四輪拖拉機的轉(zhuǎn)向臂斷裂現(xiàn)象都與哪些因素有關(guān)聯(lián)呢？其主要因素除了轉(zhuǎn)向臂本身的技術(shù)缺陷外，另外還與外界因素有極大關(guān)系，必須進行正確使用、維護和保養(yǎng)。

1轉(zhuǎn)向臂斷裂成因

1.1轉(zhuǎn)向臂本身有技術(shù)缺陷

小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂斷裂的絕大多數(shù)都出現(xiàn)在大端，即轉(zhuǎn)向臂與轉(zhuǎn)向節(jié)軸配合端的鍵槽處，因為這一部分反復(fù)受到來自各個方向的外力沖擊，即轉(zhuǎn)向臂所承受負荷能力最薄弱的部位經(jīng)常受到外力的作用。工作時，當轉(zhuǎn)向臂向左轉(zhuǎn)時，鍵槽右側(cè)部位推動鍵并帶動轉(zhuǎn)向節(jié)軸作逆時針轉(zhuǎn)動。此時，小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂的主要負荷為鍵槽右側(cè)部位所承受的擠壓力，而鍵槽左側(cè)部位受力卻很小，也就是左區(qū)受負荷作用力很??；當轉(zhuǎn)向臂向右轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向臂鍵槽左側(cè)部位推動鍵并帶動轉(zhuǎn)向節(jié)軸做順時針轉(zhuǎn)動，這時轉(zhuǎn)向臂的工作負荷主要是鍵槽左側(cè)部位承受的擠壓力，而右側(cè)部位的負荷卻很小。由于小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂所承受的負荷大多數(shù)加在鍵槽左側(cè)部位，這將使轉(zhuǎn)向臂鍵槽左側(cè)承受較大的拉伸力。由此可見，當拖拉機左轉(zhuǎn)向時，小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂的薄弱部位受力很小，轉(zhuǎn)向臂所承受的負荷較大；而右轉(zhuǎn)向時，小四輪拖拉機的轉(zhuǎn)向臂的薄弱部位承受的力較大，這時轉(zhuǎn)向臂所承受的負荷較小。所以就為小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂的斷裂埋下了隱患。

1.2轉(zhuǎn)向臂與配合件配合不正常

小四輪拖拉機的轉(zhuǎn)向臂與配合件的配合關(guān)系主要包括：轉(zhuǎn)向臂與轉(zhuǎn)向節(jié)軸的配合；轉(zhuǎn)向臂與鍵的配合；轉(zhuǎn)向臂與緊固螺母的配合。

（1）轉(zhuǎn)向臂與轉(zhuǎn)向節(jié)軸配合不正確。①配合間隙過大。若配合間隙過大，在螺栓鎖緊過程中會使轉(zhuǎn)向臂大孔孔壁產(chǎn)生變形，轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱的部位承受較大的拉伸、彎曲應(yīng)力，使轉(zhuǎn)向臂的負載能力降低。②過盈配合。由于軸比孔大，大孔從豁口處撐開，在螺栓鎖緊后，也會對孔壁產(chǎn)生較大的拉伸應(yīng)力，使轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱部位的負載能力降低。

（2）轉(zhuǎn)向臂與鍵配合不正確。①配合間隙過大。當在鍵槽寬度方向間隙過大時，容易產(chǎn)生滾鍵；當在鍵槽深度方向間隙過大時，這個間隙出在轉(zhuǎn)向臂鍵槽內(nèi)，因減少了鍵槽壁的受壓工作面，使鍵槽壁承受負荷的能力降低，甚至損壞。②過盈配合。如果鍵的橫截面大于規(guī)定尺寸或鍵槽小于規(guī)定尺寸，就會出現(xiàn)過盈配合。當在鍵槽寬度方向上成過盈配合時，鍵就會撐大鍵槽，使轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱的部位承受較大的拉伸力，以致?lián)纬隽鸭y；當在鍵槽深度方向成過盈配合時，由于鍵的支撐作用，造成靠近鍵附近轉(zhuǎn)向節(jié)軸與大孔出現(xiàn)間隙，轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱的部位受鍵的擠壓而變形，使轉(zhuǎn)向臂的負荷能力降低，且鍵附近孔、軸間隙變大，容易發(fā)生滾鍵，損壞轉(zhuǎn)向臂。

（3）緊固螺栓扭矩不合適。①扭矩過大時，轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱的部位受到過分的預(yù)緊拉伸力，其結(jié)果和大孔與轉(zhuǎn)向節(jié)軸成過盈配合狀況時相同。②扭矩過小時，安裝狀態(tài)將受到破壞。由于螺栓松弛，拖拉機右轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向臂左端處受鍵的支撐，轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱的部位不僅要受到拉伸應(yīng)力，也受到向外側(cè)的彎曲應(yīng)力。螺栓越松弛，這個彎曲應(yīng)力就越大，轉(zhuǎn)向臂承受負荷能力最薄弱的部位所承受的負荷就越小。所以，保證固定螺栓的扭矩，對保證轉(zhuǎn)向臂的正常工作是非常重要的。

1.3工作負荷過大

小四輪拖拉機轉(zhuǎn)向臂負荷增大有很多原因，須根據(jù)具體情況進行具體分析。一般情況下，主要有以下幾方面情況。

（1） 轉(zhuǎn)向節(jié)軸與前軸配合不正常，使轉(zhuǎn)向節(jié)軸的轉(zhuǎn)動阻力增大。①轉(zhuǎn)向節(jié)軸與襯套配合間隙過小。轉(zhuǎn)向節(jié)軸與襯套的使用間隙為0.02～0.085 mm，如小于這個間隙，則就會使軸在軸套內(nèi)的轉(zhuǎn)動阻力增加，致使工作負荷過大；②由于轉(zhuǎn)向節(jié)軸或襯套變形，致使出現(xiàn)較多的軸彎曲變形，進而造成了局部間隙變小，而使轉(zhuǎn)動阻力增大，增加了工作負荷；③軸承或墊圈損壞，也會使轉(zhuǎn)動阻力增大，以致不能轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致工作負荷增加；④相關(guān)機件的銹蝕會使轉(zhuǎn)向節(jié)軸與襯套孔表面摩擦阻力增加，而使轉(zhuǎn)動阻力增大，加大了工作負荷；⑤零件之間潤滑狀況不好，主要是指轉(zhuǎn)向節(jié)軸與襯套、軸承或墊圈等缺少潤滑劑，使?jié)櫥枇υ黾?，增加了工作負荷?/p>

（2）輪胎氣壓不足，會增加輪胎的接地面積，增加了轉(zhuǎn)向阻力，導(dǎo)致工作阻力增加。

（3）調(diào)整不當，前束過大，轉(zhuǎn)向拉桿接頭連接過松或過緊等，都是導(dǎo)致轉(zhuǎn)向阻力增大，增加了工作負荷。

（4）其它原因，在松軟的地面上行駛，在壟地或凹凸不平道路上行駛，轉(zhuǎn)向時導(dǎo)向輪側(cè)面壓力較大，轉(zhuǎn)向阻力增大，導(dǎo)致工作負荷過大。

1.4行車方法不當

在現(xiàn)實中，其實有相當一部分人并不具備多少使用知識，對自己的機車只知道使用，而輕視保養(yǎng)和維護，甚至是有的駕駛?cè)藛T不但不認真的按隨車使用說明書進行操作、維護、保養(yǎng)，而且過度使用，壞了就換件、換總成，結(jié)果是既浪費時間，耽誤掙錢，又增加了費用，使經(jīng)濟性和動力性都有所下降。這些不當?shù)男熊嚪椒ㄍǔＳ邢铝斜憩F(xiàn)：

（1）拖拉機急轉(zhuǎn)向。拖拉機轉(zhuǎn)向時，其行進的慣性力，通過導(dǎo)向輪的側(cè)面?zhèn)鹘o地面，地面對導(dǎo)向輪的反作用力再通過轉(zhuǎn)向節(jié)軸反傳給轉(zhuǎn)向臂，并使之轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)向臂的轉(zhuǎn)動受到轉(zhuǎn)向器的牽制，此時轉(zhuǎn)向臂將承受著由地面反傳過來的作用力，這時最容易造成轉(zhuǎn)向臂的損壞。

（2）經(jīng)常性的急轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)向越急，負荷越大，急轉(zhuǎn)向的次數(shù)越多，轉(zhuǎn)向臂所承受的負荷就越大。因此，經(jīng)常性的進行急轉(zhuǎn)彎行駛，也是容易使轉(zhuǎn)向臂斷裂的一個重要因素。

（3）停車時轉(zhuǎn)向。在行車過程中，由于速度很快，來不及轉(zhuǎn)向，而是將車先停下來，再轉(zhuǎn)動方向盤，轉(zhuǎn)動導(dǎo)向輪后再行車，這在一般情況下是許可的，但有的時候?qū)蜉喌霓D(zhuǎn)向阻力很大，最容易因轉(zhuǎn)向阻力過大而損壞轉(zhuǎn)向臂。

2預(yù)防措施

（1）有關(guān)技術(shù)人員在對轉(zhuǎn)向臂進行安裝時，首先要認真并且嚴格地檢查是否有裂紋或者有無可以引起其斷裂的隱患，不合格的決不可以進行安裝。

（2）在對轉(zhuǎn)向臂進行安裝時，要按照技術(shù)要求標準進行正確裝配，其技術(shù)要求標準為：轉(zhuǎn)向臂大孔與轉(zhuǎn)向節(jié)軸的配合間隙應(yīng)為0.025～0.069 mm（未上緊固螺栓時）。鍵與轉(zhuǎn)向臂鍵槽的配合間隙應(yīng)為：鍵槽的寬度方向為0～0.09 mm；鍵槽的深度方向為0～0.23 mm。轉(zhuǎn)向臂與轉(zhuǎn)向拉桿的連接要防止過松或過緊，在保證靈活轉(zhuǎn)動的情況下，間隙小些為好。每個班次要檢查轉(zhuǎn)向臂緊固螺栓是否有松脫，螺栓的緊固扭矩為3～5 kg/m。

（3）必須嚴格按照技術(shù)標準配合關(guān)系進行裝配，對不符合規(guī)定的零件予以修理或者進行必要的更換。

（4）必須進行經(jīng)常性地技術(shù)檢查，并要及時對導(dǎo)向輪的前束進行認真地調(diào)整，使導(dǎo)向輪的前束經(jīng)常保持在6～12 mm。

（5）必須進行定期檢查轉(zhuǎn)向節(jié)軸在襯套內(nèi)轉(zhuǎn)動是否靈活，推力軸承或墊圈的技術(shù)狀態(tài)情況是否正常。

（6）必須及時對轉(zhuǎn)向臂各潤滑部位進行潤滑，有效防止?jié)櫥课桓赡顟B(tài)的出現(xiàn)。

（7）必須及時防止轉(zhuǎn)向機構(gòu)的各個接合部位出現(xiàn)銹蝕。

（8）拖拉機在一般運輸作業(yè)時，行車的方向應(yīng)該盡量減少過急轉(zhuǎn)向和停車打“死舵”。如果需要停車打舵時，要看導(dǎo)向輪是否處在轉(zhuǎn)動阻力較小的地方。否則，絕不可以輕易急轉(zhuǎn)向或停車打死舵。

（9）拖拉機重負荷運輸作業(yè)時，行車速度又較高，需要剎車時，要盡量使導(dǎo)向輪的側(cè)面處于與機車組縱向平行的位置，防止因機車的高速慣性力出現(xiàn)翻車事故。

（10）拖拉機下坡行駛時，機車組的慣性力較大，應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)向次數(shù)，轉(zhuǎn)向時要減速、慢行。

（11）拖拉機在田間壟地作業(yè)時，行車方向應(yīng)盡力與壟溝平行或垂直，以減少壟臺對導(dǎo)向輪的側(cè)向壓力。

（12）駕駛拖拉機時應(yīng)盡量控制或減少右轉(zhuǎn)向，使轉(zhuǎn)向臂的工作負荷維持在允許的范圍之內(nèi)，這樣就可避免轉(zhuǎn)向臂斷裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。