轎車(chē)前輪轂軸承的失效原因研究

方暉

摘 要：針對(duì)售后市場(chǎng)反饋的某轎車(chē)前輪轂軸承存在明顯故障，千車(chē)維修頻次為79，嚴(yán)重影響了正常行車(chē)安全，具體表現(xiàn)為松曠、異響及異常磨損。文章對(duì)售后返回的故障件從生產(chǎn)時(shí)間、行駛里程、失效模式及尺寸檢查等方面進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞：前輪轂軸承;密封;游隙;改進(jìn)措施中圖分類(lèi)號(hào)：U463.345 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）11-56-03

Abstract：?According to the feedback from the after-sales market， the front hub bearing of car had obvious faults. The maintenance frequency of thousands of cars was 7.9%. And it seriously affected the normal driving safety. The specific performance is loose， abnormal sound and abnormal wear. In this paper， a detailed analysis is made of the returned defective parts from the aspects of production time， driving distance， failure mode and size inspection. And the improvement measures are put forward.Keywords：?Front hub bearing; Seal; Clearance; Improvement measuresCLC NO.： U463.345 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）11-56-03

前言

輪轂軸承作為承載重量和為輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)提供精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)的汽車(chē)核心部件之一，其可靠性影響了正常行車(chē)安全[1-2]。在2019年1月至12月期間，某轎車(chē)市場(chǎng)售后反饋前輪轂軸承故障率較高，造成較大經(jīng)濟(jì)損失及影響公司在客戶(hù)中的形象。前輪轂軸承故障形式主要表現(xiàn)為松曠、異響及異常磨損等，文中對(duì)售后返回故障件根據(jù)生產(chǎn)時(shí)間、行駛里程、失效模式及尺寸檢查等方面進(jìn)行各因素詳細(xì)分析，以確定前輪轂軸承故障原因，并提出改進(jìn)措施，為后續(xù)前輪轂軸承設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供一定的借鑒指導(dǎo)。

1?原因分析

圖1為前輪轂軸承各部件詳細(xì)視圖。由圖1可知，前輪轂軸承主要由密封組件、內(nèi)圈、保持架、鋼珠及外圈5部分組成[3-4]。前輪轂軸承內(nèi)圈和外圈間的滾動(dòng)由鋼珠滾動(dòng)產(chǎn)生，為滾動(dòng)摩擦。圖2為該前輪轂軸承故障件示意圖。對(duì)50件故障件從生產(chǎn)時(shí)間、行駛里程、失效模式及尺寸檢查等方面進(jìn)行詳細(xì)分析，分析結(jié)果如表1、表2和表3所示。由表1可知，前輪轂軸承50件故障件生產(chǎn)時(shí)間主要集中在2018年，且2018年上半年生產(chǎn)件占比為54%，2018年下半年生產(chǎn)件占比為32%。由表2可知，前輪轂軸承發(fā)生故障時(shí)車(chē)輛行駛里程主要集中在30000公里以下，以5000公里為間隔進(jìn)行劃分，除5000～10000萬(wàn)公里行駛范圍內(nèi)故障件比率最高為44%，其他路程段故障件比率較均勻，占比12%左右。由表3可知為50件故障件拆解分析原因。由表3可知，內(nèi)部進(jìn)水原因占比為20%，內(nèi)圈被割裂原因占比為2%，游隙超差原因占比為54%，滾道剝落原因占比為4%，其他未發(fā)現(xiàn)明顯異常原因占比為20%，其中游隙超差是占比最大部分，為主要原因之一。

故障件中10件拆開(kāi)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部進(jìn)水、油脂變色問(wèn)題，1件為內(nèi)圈在拆卸過(guò)程中被割裂，其他39件油脂正常，且未發(fā)現(xiàn)有泥水進(jìn)入現(xiàn)象，但經(jīng)清洗后2件存下滾道剝落問(wèn)題。內(nèi)部進(jìn)水原因主要是密封圈不牢，出現(xiàn)損壞情況;內(nèi)圈割裂原因主要是前輪轂軸承在裝配過(guò)程或者在使用過(guò)程中內(nèi)部發(fā)生變形;滾道剝落原因主要是產(chǎn)品在裝配過(guò)程中內(nèi)圈沒(méi)有被鎖緊、產(chǎn)品出現(xiàn)松曠后引起。

表4為37件內(nèi)部為明顯異常故障件總成游隙檢查結(jié)果。根據(jù)設(shè)計(jì)要求總成游隙值為0.025～0.050m，對(duì)比表4種故障件的總成游隙檢查尺寸，發(fā)現(xiàn)有27件總成游隙超差，占比73%，只有10件總成游隙符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步表明總成游隙尺寸超差是錢(qián)輪轂軸承發(fā)生故障的核心原因之一。

表5和表6為37件無(wú)明顯異常故障件中10件總成游隙正常的全尺寸檢查表。由表5和表6可知，該10件總成游隙正常的件經(jīng)全尺寸檢查后，未發(fā)現(xiàn)明顯尺寸超差情況，說(shuō)明售后市場(chǎng)存在一定的故障誤判情況。

2?優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1?優(yōu)化方案

前輪轂軸承加工過(guò)程中原先采用手工游隙檢查，檢查結(jié)果不精確，產(chǎn)品一致性差，且易存在誤判情況。為解決此類(lèi)問(wèn)題，對(duì)前輪轂軸承生產(chǎn)過(guò)程中游隙檢查采用專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行檢查，且100%檢查。

另外，針對(duì)前輪轂軸承故障件中存在進(jìn)水問(wèn)題，在前輪轂軸承加工過(guò)程中安排專(zhuān)崗對(duì)密封件壓裝過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，并在成品包裝前對(duì)密封件平行差100%檢查，篩除不合格品。

2.2?試驗(yàn)驗(yàn)證

將優(yōu)化后的1臺(tái)套左、右前輪轂軸承裝車(chē)進(jìn)行整車(chē)道路試驗(yàn)考核，整個(gè)道路試驗(yàn)里程為30000公里，包括3000普通山路，7000公里山區(qū)公路，10000公里高速環(huán)路，10000公里強(qiáng)化壞路，且均在滿(mǎn)載情況下考核。整個(gè)道路試驗(yàn)考核歷經(jīng)47天完成，完成后對(duì)前輪轂軸承進(jìn)行外觀檢查，檢查結(jié)果如表7所示。

對(duì)參與整車(chē)道路試驗(yàn)的左、右前輪轂軸承進(jìn)行拆解詳細(xì)分析，經(jīng)過(guò)整車(chē)道路試驗(yàn)考核后，前輪轂軸承完好，未出現(xiàn)售后反饋問(wèn)題，表明優(yōu)化方案有效，符合設(shè)計(jì)要求。

3?結(jié)論

（1）轎車(chē)前輪轂軸承松曠、異響及異常磨損失效原因主要是產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)水及游隙超差，市場(chǎng)售后返回故障件出廠(chǎng)時(shí)間大部分為18年上半年，由生產(chǎn)車(chē)間管理不當(dāng)引起。

（2）采取增加設(shè)備對(duì)軸承的游隙和密封圈壓裝后平行度進(jìn)行檢查，確保制造過(guò)程中清潔度的要求。整改后的前輪轂軸承經(jīng)臺(tái)架試驗(yàn)及整車(chē)道路試驗(yàn)后結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求，為前輪轂軸承設(shè)計(jì)提供一定的借鑒指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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