徐升 程士順 鄒國(guó)軍 陳平
(安徽安凱福田曙光車橋有限公司)
摘 要:本文重點(diǎn)分析了輪轂軸承抱死現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞:輪轂軸承抱死;原因分析;改進(jìn)措施
隨著客車工業(yè)的高速發(fā)展,客車橋由過去貨車橋代用,逐步向?qū)I(yè)客車橋轉(zhuǎn)換。在貨車橋向客車橋轉(zhuǎn)化的過程中,輪轂軸承抱死的投訴率Z高。如果還是按過去生產(chǎn)貨車橋的生產(chǎn)方式,只是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行一些改進(jìn),很難從根本上解決問題。因此,必須從整個(gè)系統(tǒng)入手,對(duì)設(shè)計(jì)、工藝、采購(gòu)、生產(chǎn)、物流等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。
一、輪轂軸承抱死原因分析
從現(xiàn)象上看,輪轂軸承抱死只與軸承有關(guān),然而只對(duì)軸承進(jìn)行改進(jìn),顯然是解決不了問題的,必須對(duì)軸承、軸承的潤(rùn)滑方式、軸承的預(yù)緊力、軸承的裝配方式等多方面進(jìn)行分析。
1.加工精度
輪轂加工精度達(dá)不到要求,尤其是兩軸承孔同軸度和端面垂直度。
2.軸承制造過程
熱處理不當(dāng)、硬度不足、滾子或套圈受力后變形,破壞軸承工作面,異常發(fā)熱,Z后發(fā)生軸承燒死。滾子和滾道沒有研磨,表面非常粗糙,異常發(fā)熱,Z后發(fā)生軸承燒死。
3.軸承搬運(yùn)與臨時(shí)存放
目前軸承都是整套到裝配廠,裝配廠將軸承進(jìn)行重新拆分,把內(nèi)外圈分開,送到不同工位進(jìn)行裝配。在拆分過程中,一定要輕拿輕放,否則易造成軸承損壞。此外,軸承內(nèi)圈放在車間內(nèi),如無任何保護(hù)的情況下,軸承滾道暴露在車間環(huán)境中,而且車間還沒做到裝配過程無灰塵,極有可能使空氣中雜質(zhì)和污染物等接觸并附著在軸承滾道上,這些污染物會(huì)影響軸承性能,降低軸承壽命。
4.潤(rùn)滑油脂的涂抹
軸承潤(rùn)滑油脂的涂抹是很重要的,軸承內(nèi)圈在滾子間和滾道大擋邊處都應(yīng)充滿油脂,這對(duì)軸承運(yùn)作時(shí)的潤(rùn)滑起到相當(dāng)大的作用;軸承外圈不需涂抹大量油脂,這些油脂在運(yùn)行中將被擠出軸承,起不到潤(rùn)滑作用;另外,在兩個(gè)軸承內(nèi)側(cè)空腔內(nèi)壁涂上薄薄的油脂,其作用是將鑄件體內(nèi)沙粒和鐵屑等顆粒物吸附的內(nèi)壁上,而不至于進(jìn)入軸承內(nèi)影響軸承性能,降低軸承使用壽命。
油脂涂抹不到位將導(dǎo)致軸承局部潤(rùn)滑不足或預(yù)緊力過大,引起滾子大端直接與金屬接觸,摩擦引起滾子歪斜,同時(shí)產(chǎn)生巨大溫升,致使保持架變形,軸承抱死。沒有填充油脂或填充量很小,軸承沒有潤(rùn)滑,易抱死。油脂填充過量,充滿整個(gè)輪轂,當(dāng)油脂受熱膨脹,產(chǎn)生的壓力可能把密封圈推開,使得油脂流失;而且油脂的導(dǎo)熱性能差,輪轂充滿油脂會(huì)使軸承產(chǎn)生的熱量留在輪轂中,導(dǎo)致輪轂的溫度不斷升高,Z后使油脂失效,引發(fā)軸承抱死。
5.軸承安裝
軸承安裝時(shí)預(yù)緊力過大,軸承工作發(fā)熱后,膨脹量無處吸收,引發(fā)軸承燒死。軸承安裝時(shí)游隙過大,使受力集中于少量滾子上,發(fā)生過度疲勞,破壞軸承工作面,連環(huán)引起軸承發(fā)熱,Z后發(fā)生軸承燒死。軸承安裝時(shí)負(fù)游隙過大,軸承工作發(fā)熱預(yù)緊力過大,破壞滾子大端外油膜。一般來說,因負(fù)游隙太大導(dǎo)致油膜缺失的情況,Z先開始損壞及損壞較嚴(yán)重的軸承為外側(cè)軸承。
二、設(shè)計(jì)改進(jìn)措施
1.對(duì)橋殼進(jìn)行改進(jìn)
對(duì)橋殼的軸承檔規(guī)定同軸度要求,同軸度為0.3mm;對(duì)軸承檔的表面粗糙度由過去的3.2提高到0.8,這就要求橋殼的軸承檔雙頭同時(shí)磨出。
2.對(duì)橋殼軸頭與軸承配合公差進(jìn)行改進(jìn)
輪轂裝配的軸承,內(nèi)軸承為7518,外軸承為7517,與內(nèi)外軸承配合的軸的公差為

。軸承為標(biāo)準(zhǔn)件,其公差為軸為基軸制,孔為基孔制,7518和7517孔的公差為

,軸跟軸承的配合為過盈配合。因在裝配時(shí)需將軸承加熱,才能裝配進(jìn),這樣在車行駛過程中,軸承受熱膨脹,易造成軸承抱死。因此,將與內(nèi)外軸承配合的軸的公差改為

,這樣軸和軸承的配合就為過渡配合,軸承裝配時(shí),軸承就不需要加熱,保證軸和軸承之間有輕微的間隙。這樣車在行駛過程中,軸承受熱膨脹,該間隙正好抵消軸和軸承的膨脹,所以不易造成軸承抱死。
3.對(duì)輪轂的軸承檔和位置公差進(jìn)行改進(jìn)
對(duì)軸承檔的表面粗糙度由過去的3.2提高到0.8,保證軸承裝配平穩(wěn),規(guī)定兩軸承端面的垂直度為0.05mm,保證兩軸承裝配平行,消除由位置公差不當(dāng)而造成軸承裝配引起的軸承抱死。
4.軸承的選用
根據(jù)客車橋的使用情況,對(duì)軸承的品質(zhì)有較高的要求。依據(jù)目前國(guó)內(nèi)軸承質(zhì)量情況,公司選用中美合資企業(yè)TIMKEN生產(chǎn)的軸承,做為客車橋?qū)S幂S承,并在文件中加以規(guī)定。
三、工藝改進(jìn)措施
1.輪轂
將輪轂在清洗機(jī)中進(jìn)行清洗,清洗掉內(nèi)腔中的沙粒。提高軸承在輪轂中的裝配精度。在輪轂兩軸承檔內(nèi)側(cè)空腔內(nèi)壁涂上薄薄一層油脂。輪轂內(nèi)腔不要填充過量的油脂。
2.軸承
軸承外圈不需要涂油脂,軸承內(nèi)圈中必須注滿油脂。將軸承內(nèi)圈放在注油機(jī)中,由注油機(jī)給軸承內(nèi)圈加油,使軸承內(nèi)圈在滾子間隙和滾道大擋邊處都充滿油脂。軸承外圈壓入輪轂后,內(nèi)圈放入專用流轉(zhuǎn)箱中,避免軸承滾道裸露在車間環(huán)境中,以防空氣中雜質(zhì)和污染物附在滾道上。
3.確定輪轂軸承預(yù)緊力
輪轂軸承預(yù)緊力過大,輪轂工作發(fā)熱后,膨脹量無處吸收,引發(fā)軸承燒死。輪轂軸承預(yù)緊力過小,軸承游隙過大,使軸承受力集中在少量滾子上,發(fā)生過渡疲勞,破壞軸承工作面,引發(fā)軸承發(fā)熱,Z后引起軸承燒死。規(guī)定輪轂軸承的預(yù)緊力,使用定力矩板手鎖緊螺母,再后退螺母60度,達(dá)到規(guī)定的軸承游隙值。
四、小結(jié)
通過近幾年的市場(chǎng)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后的客車橋輪轂軸承抱死故障已明顯下降。由此可見,這種改進(jìn)是可行的,能夠提高客車橋產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。
參考文獻(xiàn):
【1】劉惟信.汽車車橋設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004
來源:《安徽科技》2011年第七期