差速器軸承內(nèi)圈壓裝異響的研究

黃祖思 麥承賢 梁甲 李懷習(xí) 李哲宇 董恒波

摘 要：變速器中的軸承為精密零件，裝配過(guò)程極為關(guān)鍵。本文簡(jiǎn)述一種差速器軸承內(nèi)圈壓裝工藝的分析及研究，在保證差速器軸承裝配性能的同時(shí)，提升裝配質(zhì)量及生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：差速器軸承;內(nèi)圈;壓裝;異響

1 引言

軸承是現(xiàn)代汽車中一種很重要的零部件，在前驅(qū)汽車變速器的差速器上，常選用的軸承為圓錐滾子軸承，配合方式為過(guò)盈配合，裝配方式為伺服壓機(jī)壓裝。差速器軸承的壓裝質(zhì)量是變速器的裝配質(zhì)量極其關(guān)鍵的一個(gè)，不僅影響著軸承本身的壽命，也會(huì)影響到其周邊零件的使用壽命?，F(xiàn)有的差速器裝配工藝，常采用伺服壓機(jī)設(shè)備，將差速器軸承內(nèi)圈壓裝至差速器殼體。現(xiàn)有某款產(chǎn)品產(chǎn)線差速器軸承的壓裝工藝存在壓裝異響及壓裝曲線抖動(dòng)等缺點(diǎn)。本文將對(duì)差速器結(jié)構(gòu)、壓機(jī)工作原理及裝配工藝進(jìn)行研究，以期優(yōu)化現(xiàn)有的差速器軸承壓裝工藝。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及壓裝原理

軸承在變速器中主要起支撐作用，它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度，故差速器軸承內(nèi)圈裝配過(guò)程極為重要，須保證差速器軸承內(nèi)圈的壓裝質(zhì)量。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，差速器主要由差速器殼體、差速器軸承、行星輪軸、半軸齒輪、行星齒輪、冠輪等零件組成。

以差速器殼體為主體，差速器軸承安裝在差速器殼體的軸徑處，起承受差速器的軸向及徑向載荷作用，冠輪安裝在差速器殼體外部，半軸齒輪和行星齒輪都是安裝在差速器內(nèi)部，起動(dòng)力傳遞的作用，行星輪軸也是安裝在差速器殼體內(nèi)部，起限位行星齒輪及傳遞扭矩的作用。

2.2 壓機(jī)結(jié)構(gòu)

如圖2所示，差速器軸承軸承的壓機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由差速器、差速器軸承、下軸承導(dǎo)向軸、下軸承壓頭、上軸承導(dǎo)向軸組成;差速器軸承內(nèi)圈由設(shè)備卡爪抓取分別放至下軸承導(dǎo)向軸、上軸承導(dǎo)向軸，上下導(dǎo)向軸主要起導(dǎo)向作用，上下差速器軸承的壓裝分別由上軸承導(dǎo)向軸和下軸承壓頭完成。

3 裝配工藝分析

3.1 差速器軸承內(nèi)圈壓裝過(guò)程

差速器軸承壓裝工藝流程如圖3所示，按工藝過(guò)程，在進(jìn)行差速器軸承壓裝的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)軸承壓裝的過(guò)程中伴隨有異響發(fā)出，如圖4所示，檢查壓裝曲線發(fā)現(xiàn)有壓力抖動(dòng)的情況。

4 零件匹配分析

差速器軸承內(nèi)圈的壓裝，主要涉及兩個(gè)零件，即差速器殼體和差速器軸承，所以重點(diǎn)選取這兩個(gè)零件的配合來(lái)分析壓裝異響。

4.1 過(guò)盈量

某變速器產(chǎn)品內(nèi)部涉及許多軸承零件，但是在裝配的時(shí)候，僅發(fā)現(xiàn)差速器軸承內(nèi)圈存在壓裝異響，故將差速器軸承與變速器其余軸承做對(duì)比分析，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

如表1所示，與其它軸承相比，差速器軸承的過(guò)盈量最大，故將配合過(guò)盈量列為可疑因素。

4.2 圓柱度

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況：差速器軸承內(nèi)圈的壓裝異響與差速器殼體的批次相關(guān)，抽檢生產(chǎn)線旁的壓裝異響的差速器殼體和差速器軸承，檢測(cè)配合位置圓柱度，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，差速器軸承內(nèi)圈圓柱度小于0.009mm，而差速器殼體的圓柱度最大可以達(dá)到0.025mm;且差速器軸承的壓裝曲線在末端明顯有壓力抖動(dòng)的情況，顯示壓裝過(guò)程不順暢。因此，將圓柱度列為可疑因素。

4.3 潤(rùn)滑及粗糙度

嘗試在差速器殼體的軸承徑位置涂抹潤(rùn)滑油油后，再進(jìn)行壓裝，異響有所改善，因此，將潤(rùn)滑油及零件的粗糙度同樣列為可疑因素。

5 零件驗(yàn)證

按照上述分析所得的可疑因素，檢測(cè)并篩選零件，采用控制變量法，做壓裝對(duì)比，用于驗(yàn)證可疑因素對(duì)壓裝異響的影響。

5.1 過(guò)盈量驗(yàn)證

控制零件的圓柱度、粗糙度以及采用不涂油的壓裝方式，驗(yàn)證數(shù)據(jù)及結(jié)果如表3所示，從驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看，軸承的壓裝異響與軸承的配合過(guò)盈量呈正相關(guān)關(guān)系，過(guò)盈量越大，異響越大。

5.2 圓柱度驗(yàn)證

控制零件的配合過(guò)盈量、粗糙度以及采用不涂油的壓裝方式，從驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看，軸承的壓裝異響與零件圓柱度相關(guān)，圓柱度越大，異響越大。

5.3 潤(rùn)滑及粗糙度驗(yàn)證

控制零件的配合過(guò)盈量和圓柱度，驗(yàn)證數(shù)據(jù)及結(jié)果如表4所示，從驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看，軸承的壓裝異響與零件表面的粗糙度無(wú)明顯關(guān)系，但從現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)的信息來(lái)看，在涂抹潤(rùn)滑油后，軸承壓裝異響程度有所改善，此處不再做重復(fù)驗(yàn)證。

6 優(yōu)化策略

從上述分析及驗(yàn)證的結(jié)果看，差速器軸承內(nèi)圈的壓裝異響與配合的過(guò)盈量、圓柱度、潤(rùn)滑及粗糙度相關(guān)，故從這3個(gè)方面制定優(yōu)化策略，具體策略如下：

當(dāng)前的配合過(guò)盈量偏大，可減小配合過(guò)盈量，將最大過(guò)盈量限制在0.042mm;

當(dāng)前差速器殼體的軸承徑位置圓柱度偏大，應(yīng)定義差速器軸承徑形位公差，即控制圓柱度要求7級(jí);

當(dāng)前的壓裝方式為不涂抹潤(rùn)滑油，可以考慮涂抹潤(rùn)滑油以減小配合面的粗糙度，改善壓裝異響。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)前文的分析與驗(yàn)證相結(jié)合，我們可以發(fā)現(xiàn)差速器軸承內(nèi)圈的壓裝異響，主要與配合面的相關(guān)零件有關(guān)，采用控制變量的驗(yàn)證方法，進(jìn)一步確認(rèn)了可疑因素對(duì)壓裝異響的影響。

針對(duì)確認(rèn)的影響因素，制定了相關(guān)的措施，分析提出的改進(jìn)措施解決了生產(chǎn)線的生產(chǎn)問(wèn)題，保證了壓裝質(zhì)量，提高了節(jié)拍和生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

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