中车株洲电力机车有限公司 湖南省株洲市 412001
摘要：基于麦克纳姆轮的自动导引车（AGV）具有高效率、低能耗和全方位移动等特点，应用越来越广泛，而大吨位的麦克纳姆轮结构转运车在国内运用还不成熟，在实际运用中发生麦克纳姆轮辊子轴两端固定螺钉断裂情况，做好辊子轴端安装结构改善促进生产意义重大。
关键词：麦克纳姆轮；辊子轴端安装结构改善
0引言
公司于2016年采购两节可承载25吨的麦克纳姆轮结构轮式转运车代替气垫车，用于总装车体的转运，每节车12个麦克纳姆轮，每个麦轮上有8个小辊子，轮式转运车可以实现360°全方位移动，使用效率比气垫车高。在使用3个月后，轮式转运车的麦克纳姆轮陆续出现小辊子轴端固定螺钉断裂情况，给生产和维修带来很多不便，尤其当转运车上托有支撑架转运车辆时发生故障，操作人员无法观察到掉落的螺钉，优质水性漆地面就会被碾压出凹痕。
1辊子固定螺钉断裂分析
大吨位的麦克娜母轮转运车在国内运用不多，设计仍不成熟，故障发生两月后，厂家未给出合理解决方案。设计人员对小辊子进行断裂分析，断裂螺钉规格为M8×30,12.9级，全力拧紧装配，螺钉预紧力较大，当辊子在大载荷下会发生挠曲变形，因螺钉头部预紧力较大且径向变形很难，导致螺钉杆在辊子轴端部受弯矩作用，进而发生疲劳断裂。按照最大负载复核螺钉选型，最大承载系数只有1.3，无安全系数可言，设计选型不合理。
2辊子轴端安装结构改善方案
为减少质保期期间设备故障率，降低维修工作量，同时降低质保期后的维护成本，需要对轮组辊子的安装结构进行改造，保障设备正常运行。通过对小辊子安装结构进行受力分析可知，辊子轴受径向力和轴向力，单纯加粗螺钉和轴径会导致小辊子和麦克纳姆轮整体结构发生变化，解决不了根本问题.经过反复思考和推敲，画出设计草图给原厂设计人员进行受力分析校核，设计优化对比图如下：
改进后轮组结构特点：将辊子轴端部对称铣平，在一侧加工出防转挡块安装槽和固定螺钉孔，在轮毂上对应位置加工有独立卡槽，装配时辊子端部可沿卡槽面平行放入，到底后旋转辊子轴90°，使得卡槽圆弧面与辊子轴圆弧面贴合，从而将辊子轴三向锁死，有效防止其径向变形，故原有辊子轴两端固定螺钉可取消，再将防转动挡块和固定螺钉安装到位，防转挡块与辊子轴卡槽端口面贴合，可保证辊子轴无法转动。
结构校核分析，轮毂与辊子轴的贴合圆柱面边缘出现应力集中点，此处最大应力为246.2MPa,周围平均应力为150MPa左右，轮毂材料为45#钢，屈服强度为350MPa，安全系数为2.3；其次计算出辊子轴与轴承内圈接触点的安全系数为2.3，防转挡块的安全系数为3.5，综上所述，该改进结构的强度和刚度均满足使用要求。
如果将螺钉更换为M12×30,再进行受力分析，辊子轴两端的安全系数为1.9，轮毂与辊子轴贴合面的安全系数为2.1，安全系数比改结构方案低，不予以采纳。
辊子设计三维图形如下：
3结束语
通过对辊子轴端结构安装方式的改变，有效的改善了辊子轴的受力情况，原来两端固定螺钉断裂的情况得到消除，通过两年的运用，改善效果明显，为生产提供了有效的设备保障。
参考文献
[1]李磊，叶涛，谭民，陈细军，移动机器人技术研究现状与未来[J].机器人，2002.24（05）：475-477
[2]李育文，王红卫，李芳.机器人发展概况及展望[J].河南科技，2002（01）：26-27
论文作者:罗青
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：辊子论文; 螺钉论文; 麦克论文; 结构论文; 安全系数论文; 轮毂论文; 贴合论文; 《基层建设》2018年第33期论文;