汽車轉(zhuǎn)向管柱齒板異響質(zhì)量問題研究

李文賀 徐龍飛 郭路衛(wèi) 劉 佳

（長城汽車股份有限公司 整車事業(yè)部，河北 保定 071000）

1 轉(zhuǎn)向管柱介紹

轉(zhuǎn)向管柱是連接汽車方向盤和轉(zhuǎn)向機(jī)的機(jī)構(gòu)，其作用是通過方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柱產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力，轉(zhuǎn)向力傳遞至轉(zhuǎn)向機(jī)推動(dòng)車輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。同時(shí)轉(zhuǎn)向柱具有調(diào)節(jié)方向盤上下的作用，其主要是依靠齒板的換位實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)。

2 轉(zhuǎn)向管柱構(gòu)成

轉(zhuǎn)向管柱由手柄、回位彈簧、齒板銷、上齒板和下齒板構(gòu)成。

3 問題現(xiàn)狀

圖1

圖2

圖3

某車型售后市場(chǎng)反饋車輛行駛顛簸路時(shí)，轉(zhuǎn)向管柱異響，造成客戶抱怨，對(duì)故障件分析，齒板打滑異響占91%。

4 原因分析

（1）齒板打滑異響機(jī)理

靜止?fàn)顟B(tài)，齒板銷和上齒板連接，彈簧拉動(dòng)手柄向下，下壓到齒板銷，帶動(dòng)上齒板下壓和下齒板嚙合，因此，當(dāng)齒板嚙合狀態(tài)不良時(shí)，上下齒板的齒間存在間隙，車輛行駛顛簸路時(shí)，由于方向盤重力的作用，齒板前后移動(dòng)產(chǎn)生碰撞，出現(xiàn)異響。

（2）故障件拆解分析

對(duì)市場(chǎng)故障件進(jìn)行拆解分析，發(fā)現(xiàn)所有故障件上齒板連接銷都存在彎曲現(xiàn)象，且彎曲方向均為向下，現(xiàn)場(chǎng)更換齒板銷后，上下齒板嚙合狀況良好，異響消除，因此，齒板銷向下彎曲是導(dǎo)致異響的原因。

5 確定整改措施

（1）齒板銷彎曲機(jī)理

齒板銷壓裝于上齒板中，和手柄連接，手柄開啟時(shí)，帶動(dòng)齒板銷向上移動(dòng)，上齒板打開；當(dāng)手柄松開時(shí)，彈簧拉動(dòng)手柄向下，帶動(dòng)齒板銷向下，上齒板和下齒板嚙合。當(dāng)正常使用時(shí)彈簧拉力大于齒板銷屈服力或裝配時(shí)敲擊側(cè)向力大于齒板銷屈服力時(shí)，齒板銷發(fā)生彎曲。

（2）齒板銷彎曲原因分析

（a）分別測(cè)量工作狀態(tài)下，齒板壓緊和開啟時(shí)，齒板最大受力為47N，小于齒板屈服強(qiáng)度（200N），可以判定轉(zhuǎn)向管柱在整車上的工作狀態(tài)不會(huì)導(dǎo)致齒板銷彎曲現(xiàn)象的發(fā)生，即此問題非設(shè)計(jì)或配合問題。

（b）在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)跟蹤200件齒板銷裝配過程，對(duì)齒板銷彎曲結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，裝配過程存在齒板銷彎曲的現(xiàn)象。

通過觀察員工作業(yè)，發(fā)現(xiàn)齒板銷的裝配用鐵榔頭敲擊，敲擊力的方向偏差（如下F2），會(huì)導(dǎo)致齒板銷彎曲，敲擊方向偏差越大，彎曲程度越大。

圖5

（3）制定對(duì)策

更改裝配工藝，由手工裝配更改為設(shè)備裝配，具體方案如下（圖5）：

氣錘本身固定在工裝臺(tái)架上，齒板銷相對(duì)氣錘的位置固定，氣錘敲擊的最長位置則為齒板銷裝配到位的位置，氣錘定位敲擊，敲擊方向沿齒板銷軸線方向，每次敲擊的方向均為同一方向，避免受力方向偏差的現(xiàn)象，從而可以避免齒板銷裝配過程彎曲的出現(xiàn)。

6 改進(jìn)效果驗(yàn)證

每200件為一個(gè)統(tǒng)計(jì)子組，取10組，共2000件，進(jìn)行過程能力探測(cè)，過程能力提升明顯。

結(jié)語

過程設(shè)計(jì)應(yīng)以質(zhì)量為基礎(chǔ)，尋求最佳加工路徑和方法，明確各加工參數(shù)對(duì)產(chǎn)品特性的關(guān)系，選擇最佳加工參數(shù)，保證長期過程能力的穩(wěn)定。

[1]王鑫.轉(zhuǎn)向管柱異響的檢測(cè)及優(yōu)化[J].汽車制造業(yè)，2012:66-67.