橋總成運轉試驗設備的設計和實施

郭韋華

（方盛車橋（柳州）有限公司，廣西 柳州 545006）

1 引言

公司新增加一條后橋裝配生產線，橋總成裝配完成后需要進行空運轉試驗來檢查橋總成是否有問題，故需設計一臺橋總成試機裝置。為使減短設計制造周期和降低投資成本，公司決定自制相對簡易的設備。通過簡易裝置，運轉橋總成，達到初步檢測橋總成失效模式的目的。

在汽車整車上，發動機功率通過變速箱、傳動軸傳遞給驅動橋總成，實現降速，增大轉矩后傳遞給車輪。汽車驅動橋總成由主減速器、橋殼、半軸及制動結構等組成，是汽車傳動系的重要組成部分，其早期損壞將嚴重影響整車的使用壽命。驅動橋早期損壞的形式主要有：主減異響、齒輪副早期磨損、油封漏油、結合面漏油等。驅動橋總成運轉試驗正是模擬橋總成在整車上的狀態來運轉檢測。通過驅動橋總成運轉試驗，可以檢查出橋總成是否有異響、是否有異常溫升、是否存在漏油、是否干涉等異常現象，將各種可能存在或發生的質量問題排除在公司內，提高產品質量，節約公司成本。

2 設計方案

2.1 試機臺的設計

公司橋總成品種繁多，每種類型橋板簧中心距不同，凸緣連接面到橋殼中心也不一樣。為綜合考慮不同產品尺寸及試機臺整體尺寸，最終選擇利用在底板上開槽孔，與螺栓配合來實現電機或橋總成在試機臺上的前后左右移動，以達到電機輸出軸中心與橋總成凸緣中心在同一直線上。電機安裝板可以在底座上左右移動，電機通過安裝槽可以在安裝板上前后移動，同時橋總成通過支撐架也可以實現前后左右的移動，完全滿足不同橋型的需求，實現電機與橋總成的連接。（如圖1）

圖1 運轉試機臺示意圖

根據整車的匹配，橋總成上板簧角度也是不一樣的，造成在試機時橋總成主減凸緣面所形成的角度不一樣。在試機時，則表現為從試機電機輸出到最后從橋總成凸緣輸入的過程中，輸入輸出角度不同。這樣會使得傳動效率降低，同時也會有傳動噪音，影響到試機的結果。為解決這一問題，我們利用小型氣缸結合角度定位塊的方式。首先，用氣缸將電機及電機底板頂起一定角度；其次，用需試驗橋總成的板簧（或托板）角度所對應的角度塊放入到定位槽中；最后，將氣缸收回，電機放下，并用螺栓將電機底板限位，防止電機在運轉試驗過程中晃動。根據不同的板簧角度，選擇放入對應的角度塊。這樣，只需準備幾套角度塊，就可以試驗所有類型橋總成了。（如圖2）

圖2 運轉試機臺示意圖

2.2 電機的選擇

根據橋總成最大輸出扭矩，結合試機臺和橋總成主減凸緣中心高度，選擇型號為Y160L-2，輸出功率18.5KW的電機。自制電控柜，通過電控柜實現電機的高、中、低轉速及正、反轉，全面模擬整車狀態下橋總成運行情況。

2.3 連接的問題

從電機輸出到橋總成凸緣輸入，中間的連接需要聯軸器及連接法蘭。

根據試機臺的尺寸和橋總成凸緣高度尺寸來選擇聯軸器，為使得尺寸變化小的情況下不挪動電機，我們選擇聯軸器可以前后伸縮，適應不同產品。不同產品橋總成，主減凸緣不一樣。根據凸緣連接孔大小及分布圓的不同，設計凸緣連接法蘭，用螺栓螺母將凸緣及聯軸器連在一起，另外一頭通過鍵連接將電機輸出軸與聯軸器連在一起。（如圖3、4）

圖3 凸緣連接法蘭

4 電機通過聯軸器與主減凸緣連接

2.4 油箱的設計

橋總成試機前需往橋殼內注齒輪油，試機完成后，又需將橋殼內齒輪油放出，回流到油箱內，使齒輪油循環利用。在設計油箱時，既要考慮從橋殼放油回流到油箱的方便性，又要考慮再次使用時齒輪油的質量。

每次試機后，要將橋殼內齒輪油放出，需要設計專用回油漏斗，將流出的油引到回流管道內，再通過管道流回油箱。考慮到工人操作性及橋總成支撐面到放油孔高度，決定通過地下埋管引流方式，將回油引回油箱。由于試機后放出的油帶有部分鐵屑或其他雜物，所以在漏斗底部、油箱內部都考慮安放濾網。其中油箱內設置兩道濾網，并結合實際鐵屑等顆粒狀雜物大小選擇合適濾網。經過重重過濾，力求將鐵屑及雜物過濾干凈，保證再次抽上循環使用的齒輪油質量。

3 設備制作安裝及驗收

設備設計完成后，在制作過程要涉及到自制件與外購件尺寸配合及裝配的問題。而在制作完成后，進入設備安裝階段，又要涉及到土建等項目，例如回油結構基建、油箱安裝及電氣安裝等，這些與設備后期使用相關的項目也是相當重要的。

設備驗收時，將橋總成吊裝到試機臺上，根據具體尺寸調整支撐位置，放入相應角度塊，使橋總成與電機連接恰當，擰緊壓緊連接螺栓。

啟動電機，低速檔運轉，觀察橋總成是否有晃動。按工藝要求逐級調高轉速、反轉并檢測相應項目，注意觀察橋總成各結合面是否漏油，各油封是否漏油。在運轉過程中，檢查橋總成各零部件是否會干涉，主減是否有異響等等。（如圖5）

圖5 橋總成運轉試驗

4 結束語

橋總成運轉試驗機設計要盡可能兼顧公司各種類型橋總成，盡可能共用設備，以達到降低成本的要求。本臺設備在實際使用時只需通過簡單的調整，就能滿足不同類型橋總成的試機要求，真正符合最初設計時的要求。同時在日常工裝夾具等設計時，也需遵照共用基體，快速換模的設計理念，以達到最大限度的節約成本。

[1]李紹明.機械加工工藝基礎[M].北京:北京理工大學出版社,1993:134.

[2]楊恩霞.機械設計[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2008:52.

[3]宮耀旺.汽車驅動橋總成綜合試驗臺的研究與開發[D].吉林大學,2008:1.