變速器二軸導(dǎo)套故障分析與改進(jìn)

變速器；二軸導(dǎo)套；改進(jìn)

摘 要：文章介紹了變速器在整車道路試驗(yàn)結(jié)束后，工程師對(duì)變速器的拆解過程中發(fā)現(xiàn)二軸導(dǎo)套材料脫落的現(xiàn)象。我們對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行原因分析并制定改進(jìn)方案，通過試裝驗(yàn)證了改進(jìn)方案的有效性，這對(duì)變速器產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)提升有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：變速器;二軸導(dǎo)套;改進(jìn)

中圖分類號(hào)：U463.212 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）19-72-03

Analysis and Improvement of Transmissions Main Shaft Guide Sleeve

Li Xiang， Chen Liang

（ Shaanxi Fast Gear Co.， Ltd. Automotive Transmission Engineering Research Institute， Shaanxi Xian 710119 ）

Abstract： This article introduces that after the vehicle road test， engineers find that the material of main shaft guide sleeve falls off during transmission disassembling. We analyze the causes of the phenomenon and make improvement plans， the effectiveness of the improved scheme is verified by trial installation， this has important guiding significance to the continuous improvement of transmission.

Keywords： Transmission; Main shaft guide sleeve; Improvement

CLC NO.： U463.212 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-72-03

引言

法士特作為全球最大的重型變速器設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造和出口基地，始終重視變速器的每一部分細(xì)節(jié)，不斷完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品可靠性和品質(zhì)，進(jìn)而贏得客戶和市場(chǎng)的認(rèn)可。本文闡述的就是一個(gè)典型的變速器內(nèi)部材料脫落的現(xiàn)象，并針對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行原因分析并制定改進(jìn)方案。

1 問題來源

國(guó)內(nèi)某重型商用車主機(jī)廠8X4牽引車搭載一款法士特變速器進(jìn)行道路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后（總里程7.5萬(wàn)公里），拆解變速箱時(shí)發(fā)現(xiàn)二軸導(dǎo)套內(nèi)有鐵屑，二軸軸頭存在磨損，此現(xiàn)象的產(chǎn)生可能會(huì)對(duì)整車的舒適性及可靠性帶來影響，需分析該問題產(chǎn)生的原因并進(jìn)行改進(jìn)。

2 問題分析

（1）鐵屑材料來源分析

在一軸和二軸導(dǎo)套中間發(fā)現(xiàn)鐵屑，懷疑鐵屑來源于一軸（8620H）和二軸導(dǎo)套（粉末冶金）;樣品編號(hào)如下，鐵屑：033T-1;二軸導(dǎo)套（新）：033T-2;二軸導(dǎo)套（斷裂件）：033T-3。

檢測(cè)結(jié)果參見表1。

結(jié)論：由于鐵屑樣品量過少，僅能做溶樣分析。一軸的材料為8620H，根據(jù)元素含量結(jié)果，可直接排除鐵屑來源于一軸的可能性。除銅外，鐵屑和斷裂二軸導(dǎo)套的其它化學(xué)成分含量接近。變速箱內(nèi)部與一軸相配合部分沒有其它零件與鐵屑的成分相近，可以判定鐵屑是從二軸導(dǎo)套上脫落的。

（2）二軸導(dǎo)套舊件拆解分析

將裝配后的一軸和二軸導(dǎo)套零件進(jìn)一步拆解， 在裝配后的二軸導(dǎo)套內(nèi)側(cè)，內(nèi)徑圓周上有材料脫落現(xiàn)象，形狀類似1mm的倒角，見圖1：

對(duì)比材料分析結(jié)果、鐵屑、二軸導(dǎo)套形態(tài)，判斷發(fā)現(xiàn)的鐵屑為二軸導(dǎo)套脫落，同時(shí)判斷二軸軸頭的磨損痕跡應(yīng)為脫落的鐵屑夾在軸頭和導(dǎo)套中間持續(xù)摩擦形成。

3 可能原因分析

（1）零件壓裝過程造成邊緣脫落

壓裝過靠工裝保證導(dǎo)套和一軸同心，如圖2，可以判定此不是二軸導(dǎo)套材料脫落的根本原因。

（2）零件材料不符合材料標(biāo)準(zhǔn)要求

對(duì)故障零件及同批次的庫(kù)存零件進(jìn)行材料檢測(cè)，庫(kù)存零件的檢測(cè)結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)，可以判定不是可能原因。

（3）相關(guān)零件尺寸超差

經(jīng)檢測(cè)二軸導(dǎo)套尺寸符合要求，二軸軸頭因?yàn)槟p尺寸偏小，可以判定不是可能原因。

（4）零件外觀形態(tài)存在缺陷

二軸導(dǎo)套除脫落材料外無(wú)缺陷，二軸軸頭除磨損位置無(wú)缺陷，導(dǎo)套內(nèi)外表面良好，無(wú)任何劃傷痕跡，一軸內(nèi)表面良好，無(wú)任何劃傷痕跡如圖3所示。

分析二軸導(dǎo)套倒角部位形貌圖，見圖4，由圖中可以看到二軸導(dǎo)套倒角部位有擠壓的毛刺凸起，與內(nèi)圈結(jié)合處有縫隙，結(jié)合不致密。

注：圖4中標(biāo)識(shí)1的箭頭所示為內(nèi)圈表面，標(biāo)識(shí)2的箭頭所示為倒角部位，標(biāo)識(shí)3的箭頭所示二軸導(dǎo)套端面。

可以看出，供應(yīng)商提供的零件存在一定缺陷（倒角與內(nèi)圈結(jié)合處有縫隙，結(jié)合部不致密），會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，是可能的根本原因，造成這種現(xiàn)象是由于供應(yīng)商采用的擠壓整型的倒角工藝會(huì)造成零件邊緣壓痕。

4 改進(jìn)方案

供應(yīng)商對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的整形工裝模具進(jìn)行檢查，并對(duì)故障件進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品倒角不光滑，存在缺陷，對(duì)整形模具和工裝的倒角進(jìn)行改進(jìn)，倒角的尺寸增加0.1mm，角度不變，并使倒角光滑。改進(jìn)后產(chǎn)品見圖5。

5 試裝驗(yàn)證及結(jié)論

供應(yīng)商改進(jìn)后的二軸導(dǎo)套裝配在主機(jī)廠后續(xù)的所有試驗(yàn)車型及市場(chǎng)銷售車型中，對(duì)變速器進(jìn)行拆解檢查，再無(wú)此故障發(fā)生。

6 改進(jìn)措施及總結(jié)

此故障模式在市場(chǎng)上極為少見，雖然故障不影響變速器的正常使用，但作為主機(jī)廠的重點(diǎn)開發(fā)車型，影響了產(chǎn)品使用體驗(yàn)，試驗(yàn)車車型在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的所有問題都必須找出問題產(chǎn)生的逃逸點(diǎn)及具備永久性改進(jìn)措施。

本文是一起變速器的故障的分析進(jìn)改進(jìn)，故障發(fā)生后，在拆解時(shí)就開始檢查故障發(fā)生的可能原因，然后全面的從可能原因進(jìn)行逐一排查，最終得出故障發(fā)生的可能根本原因，針對(duì)根本原因制定改進(jìn)方案，并進(jìn)行了方案驗(yàn)證，證明了改進(jìn)方案的有效性。此次改進(jìn)進(jìn)一步提高產(chǎn)品整體質(zhì)量，提升用戶滿意度。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈蓮.機(jī)械工程材料[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[2] 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.