徐升 程士顺 邹国军 陈平
(安徽安凯福田曙光车桥有限公司)
摘 要:本文重点分析了轮毂轴承抱死现象产生的原因,并提出了相应的改进措施。
关键词:轮毂轴承抱死;原因分析;改进措施
随着客车工业的高速发展,客车桥由过去货车桥代用,逐步向专业客车桥转换。在货车桥向客车桥转化的过程中,轮毂轴承抱死的投诉率Z高。如果还是按过去生产货车桥的生产方式,只是在原有基础上进行一些改进,很难从根本上解决问题。因此,必须从整个系统入手,对设计、工艺、采购、生产、物流等各个环节进行改进。
一、轮毂轴承抱死原因分析
从现象上看,轮毂轴承抱死只与轴承有关,然而只对轴承进行改进,显然是解决不了问题的,必须对轴承、轴承的润滑方式、轴承的预紧力、轴承的装配方式等多方面进行分析。
1.加工精度
轮毂加工精度达不到要求,尤其是两轴承孔同轴度和端面垂直度。
2.轴承制造过程
热处理不当、硬度不足、滚子或套圈受力后变形,破坏轴承工作面,异常发热,Z后发生轴承烧死。滚子和滚道没有研磨,表面非常粗糙,异常发热,Z后发生轴承烧死。
3.轴承搬运与临时存放
目前轴承都是整套到装配厂,装配厂将轴承进行重新拆分,把内外圈分开,送到不同工位进行装配。在拆分过程中,一定要轻拿轻放,否则易造成轴承损坏。此外,轴承内圈放在车间内,如无任何保护的情况下,轴承滚道暴露在车间环境中,而且车间还没做到装配过程无灰尘,极有可能使空气中杂质和污染物等接触并附着在轴承滚道上,这些污染物会影响轴承性能,降低轴承寿命。
4.润滑油脂的涂抹
轴承润滑油脂的涂抹是很重要的,轴承内圈在滚子间和滚道大挡边处都应充满油脂,这对轴承运作时的润滑起到相当大的作用;轴承外圈不需涂抹大量油脂,这些油脂在运行中将被挤出轴承,起不到润滑作用;另外,在两个轴承内侧空腔内壁涂上薄薄的油脂,其作用是将铸件体内沙粒和铁屑等颗粒物吸附的内壁上,而不至于进入轴承内影响轴承性能,降低轴承使用寿命。
油脂涂抹不到位将导致轴承局部润滑不足或预紧力过大,引起滚子大端直接与金属接触,摩擦引起滚子歪斜,同时产生巨大温升,致使保持架变形,轴承抱死。没有填充油脂或填充量很小,轴承没有润滑,易抱死。油脂填充过量,充满整个轮毂,当油脂受热膨胀,产生的压力可能把密封圈推开,使得油脂流失;而且油脂的导热性能差,轮毂充满油脂会使轴承产生的热量留在轮毂中,导致轮毂的温度不断升高,Z后使油脂失效,引发轴承抱死。
5.轴承安装
轴承安装时预紧力过大,轴承工作发热后,膨胀量无处吸收,引发轴承烧死。轴承安装时游隙过大,使受力集中于少量滚子上,发生过度疲劳,破坏轴承工作面,连环引起轴承发热,Z后发生轴承烧死。轴承安装时负游隙过大,轴承工作发热预紧力过大,破坏滚子大端外油膜。一般来说,因负游隙太大导致油膜缺失的情况,Z先开始损坏及损坏较严重的轴承为外侧轴承。
二、设计改进措施
1.对桥壳进行改进
对桥壳的轴承档规定同轴度要求,同轴度为0.3mm;对轴承档的表面粗糙度由过去的3.2提高到0.8,这就要求桥壳的轴承档双头同时磨出。
2.对桥壳轴头与轴承配合公差进行改进
轮毂装配的轴承,内轴承为7518,外轴承为7517,与内外轴承配合的轴的公差为

。轴承为标准件,其公差为轴为基轴制,孔为基孔制,7518和7517孔的公差为

,轴跟轴承的配合为过盈配合。因在装配时需将轴承加热,才能装配进,这样在车行驶过程中,轴承受热膨胀,易造成轴承抱死。因此,将与内外轴承配合的轴的公差改为

,这样轴和轴承的配合就为过渡配合,轴承装配时,轴承就不需要加热,保证轴和轴承之间有轻微的间隙。这样车在行驶过程中,轴承受热膨胀,该间隙正好抵消轴和轴承的膨胀,所以不易造成轴承抱死。
3.对轮毂的轴承档和位置公差进行改进
对轴承档的表面粗糙度由过去的3.2提高到0.8,保证轴承装配平稳,规定两轴承端面的垂直度为0.05mm,保证两轴承装配平行,消除由位置公差不当而造成轴承装配引起的轴承抱死。
4.轴承的选用
根据客车桥的使用情况,对轴承的品质有较高的要求。依据目前国内轴承质量情况,公司选用中美合资企业TIMKEN生产的轴承,做为客车桥专用轴承,并在文件中加以规定。
三、工艺改进措施
1.轮毂
将轮毂在清洗机中进行清洗,清洗掉内腔中的沙粒。提高轴承在轮毂中的装配精度。在轮毂两轴承档内侧空腔内壁涂上薄薄一层油脂。轮毂内腔不要填充过量的油脂。
2.轴承
轴承外圈不需要涂油脂,轴承内圈中必须注满油脂。将轴承内圈放在注油机中,由注油机给轴承内圈加油,使轴承内圈在滚子间隙和滚道大挡边处都充满油脂。轴承外圈压入轮毂后,内圈放入专用流转箱中,避免轴承滚道裸露在车间环境中,以防空气中杂质和污染物附在滚道上。
3.确定轮毂轴承预紧力
轮毂轴承预紧力过大,轮毂工作发热后,膨胀量无处吸收,引发轴承烧死。轮毂轴承预紧力过小,轴承游隙过大,使轴承受力集中在少量滚子上,发生过渡疲劳,破坏轴承工作面,引发轴承发热,Z后引起轴承烧死。规定轮毂轴承的预紧力,使用定力矩板手锁紧螺母,再后退螺母60度,达到规定的轴承游隙值。
四、小结
通过近几年的市场验证发现,改进后的客车桥轮毂轴承抱死故障已明显下降。由此可见,这种改进是可行的,能够提高客车桥产品的质量和使用寿命。
参考文献:
【1】刘惟信.汽车车桥设计[M].北京:清华大学出版社,2004
来源:《安徽科技》2011年第七期