傳動軸的扭振抖動原因分析及診斷

傳動軸在農用運輸車上用來連接變速器的輸出軸和主傳動器的主動軸。農用運輸車行駛中，傳動軸要承受很大的扭矩和沖擊載荷，同時做高速轉動，伴隨不斷的振動，其潤滑條件較差，容易產生磨損、變形和損壞，并會出現扭振抖動等故障。發生傳動軸振抖這種故障，主要是傳動軸失去動平衡而引起的，因此，車速達到某一速度時會產生共振。傳動軸的振動存在許多危害，會產生噪音，還會降低傳動效率，產生配合松動，乃至于使元件斷裂，從而導致事故的發生。
    一、故障原因
    1．傳動軸細長，兩端支承點相離較遠，剛度不大，經長期使用（或大修后），在自重的作用下，傳動軸中部會產生微量彎曲變形，使傳動軸的質量中心與旋轉中心線發生偏移：由于偏移量的存在，在運轉中產生離心力，離心力又加劇了軸的彎曲。傳動軸在高速旋轉時，本身振動周期和外力作用周期同時發生共振，由此在高速運轉時引起扭轉振抖現象，同時伴有噪聲發出。
    2．長期使用后，常因軸的旋轉中心與其中心線不重合，或材料質量分布不均勻（管壁厚薄不一），及安裝不正確或平面塊脫落等原因，引起的不平衡將產生很大的離心力，這個離心力就能促使軸彎曲。當轉速增至一定數值時，軸的彎曲變形將接近無窮大，致使傳動軸折斷，此時的轉速則為“危險轉速”。“危險轉速”是傳動軸最危險的狀態，有人一也把“危險轉速”稱為“臨界轉速”。
    3．由于傳動軸的轉速很高，其轉動時刻都在發生變化，不平衡產生大小和方向都在變化的較大的離心力，輕者產生振動，重則會引起彎扭變形，使傳動軸花鍵、中間軸承、萬向節十字軸軸頸等磨損加劇，嚴重時會使車身振抖，傳動軸還會產生強烈的噪聲，方向盤發顫麻手，使車輛無法高速行駛。
    4．傳動軸總成各零件磨損、變形或安裝不當，均會使傳動軸的徑向跳動量增加，傳動軸就會產生抖動、異響，如不及時排除，就會造成斷軸事故。
    5．傳動軸的旋轉中心線與傳動軸本身的軸線不重合。其原因是十字軸中心產生誤差；各軸頸端面未對正中心；軸承和軸頸有較大的松曠量，十字軸晃動，造成傳動軸的軸心線與旋轉中心線偏移。因此，十字軸松曠后應及時更換。
    6．萬向節損傷：萬向節零件的損傷使十字軸配合松曠而產生擺動和軸向竄動，不僅在工作中發出撞擊聲，而且削弱傳動軸的抗彎強度：傳動軸的質量中心更加偏離旋轉軸線，從而增強抖動和異響。
    二、故障診斷
    1．車起步時，車身發抖并聽到有“咯啦、咯啦”的撞擊聲，在改變車速時，特別是在緩速時，響聲更加明顯。主要是：傳動軸突緣連接處松動；萬向節軸承磨損松曠或滾針斷裂；花鍵磨損松曠；伸縮節磨損松曠；驅動橋定位螺栓松動；中間支承支架固定螺栓松動或松緊調整不當；中間軸承磨損或缺油。排除方法：緊固有關螺栓，更換磨損零件，補足潤滑脂。
    2．車輛起步時無異響，行駛中有聲音。主要是：傳動軸兩端十字軸萬向節不在同一平面內；等角速及不等角速萬向節裝配不當或過緊；各處軸承潤滑不良；中間軸承安裝不當；中間軸承損壞。排除方法：因裝配不當，應重新裝配；損壞零件應更換，并補足潤滑脂。
    3．車在行駛中，聽到一種周期性的響聲，速度越快聲音越大，嚴重時車身發抖。主要是：傳動軸彎曲；傳動鈾的突緣與軸管焊接歪斜；傳動軸不平衡；中間吊架的固定螺栓松動或眼孔位置偏斜。
    4．車輛停止或慢速時產生振動，其原因是萬向節松動。檢修方法是緊固或更換萬向節。
    5．在低速或變速時出現的噪聲一般是零件磨損松動引起。用手正反轉動傳動軸，如有松動即能感覺出來。如果是滑動叉花鍵、十字軸和滾針軸承磨損嚴重，則應更換整根傳動軸。傳動軸是經過嚴格的動平衡試驗的，因此不能隨意分解。
    6．車輛行駛中傳動軸有異響，同時振擺。傳動軸彎曲變形，軸管凹陷破損；傳動軸平衡塊脫落或沒按裝配記號安裝；萬向節回轉中心不在傳動軸軸線上；發動機固定不良；萬向傳動裝置其他部件不平衡；中間軸承支架定位松動或歪斜，動平衡破壞嚴重應更換傳動軸。調整安裝萬向節，緊固發動機，調整中間支承。
    7．高速行駛出現一種周期性的響聲，猛收油門時又出現“咯楞、咯楞”的撞擊聲。高速穩住油門時車身發抖，手握方向盤有麻木感時，可停車將車輛后軸架起，啟動發動機掛高速擋察看傳動軸擺振情況，特別是轉速下降時擺振顯著增大，即為傳動軸不平衡所致，嚴重時應檢修。將后輪的一側架起，轉動車輪使傳動軸旋轉，用帶粉筆的支架或劃針檢查傳動軸是否彎曲，如彎曲應校直。另外，還應檢查萬向節叉及中間軸支架的技術狀況，如因安裝不合要求，十字軸及滾針磨損碎裂而引起松曠，使傳動軸總成失去平衡，應修復或更換。