差速器半軸安裝偏心的理論計算與測量方法研究

胡禪，寧壘

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

概述

油封是一種旋轉用唇形動密封圈，主要用于密封低壓工作介質或潤滑油液外泄，并且防止外界灰塵或其他雜質進入到機器內部。

在自由狀態下，油封的密封唇口內徑一般會比配合軸的直徑小，這樣，油封裝配到配合軸上后，油封有一定的過盈量，過盈量的大小由配合軸、孔的尺寸配合邊界確定，但軸因為加工精度，本身會有一定的跳動量，再加上軸安裝時的偏心，造成軸在旋轉狀態下，會因振擺、跳動的間隙，造成油封唇口與半軸出現間隙的可能，形成泄漏通道，導致密封失效。

所以，油封設計時，都會根據軸偏心和安裝偏心的大小，設計合理的過盈量和結構，避免泄漏通道的產生。但為確保密封效果，油封在實際使用過程中的最大偏心量應該加以嚴格控制，一般的偏心量范圍見下表1：

表1 油封最大允許偏心量 （單位：mm）

1 半軸安裝偏心理論計算

差速器油封與半軸配合如下圖1所示。

圖1 差速器油封與半軸配合示意圖

因為半軸軸向的尺寸不影響半軸的安裝偏心，故在進行理論計算時，只需考慮到半軸徑向的尺寸鏈影響（上圖1所示的X和Z兩個方向）。

1.1 Z方向尺寸鏈計算

以右側半軸為例，對Z方向上影響的尺寸進行分析（如下圖2所示），計算差速器殼中心和半軸中心的理論偏差。

圖2 半軸安裝X方向尺寸鏈

上圖中，各代號表示意義如下表2：

表2 各代號代表意義

圖3 半軸與油封配合最大安裝偏心尺寸示意圖

實際整車半軸在安裝時，半軸固定方式不同（可能會使用中間固定支架過渡），尺寸鏈可能有所不同，導致油封中心和半軸中心的偏差有所差異，但計算過程相同。

結合半軸結構和尺寸，計算半軸與油封配合出的最大安裝偏心Ae，如圖3所示。

上圖中 L0：半軸軸承中心距半軸軸向定位處距離

L1：半軸軸承中心距油封密封唇口出距離

半軸相對于油封密封唇口處的安裝偏心：

式中 A4：差速器殼中心到油封中心的偏差

A5：油封中心相對半軸中心的偏差

1.2 X方向尺寸鏈計算

根據半軸的安裝固定方式，按照以上方法，計算X方向極限尺寸鏈造成的油封中心相對半軸中心的偏差。

1.3 半軸安裝的最大安裝偏心

比較以上X和Z方向的安裝偏心計算值，選取較大的偏心計算值，作為整車半軸安裝的最大偏心。

2 半軸安裝偏心實際測量

理論計算完成后，還需再實際測量半軸裝配完成后的安裝偏心，測量步驟如下：

1）將半軸、差速器按照實際裝配方式固定在臺架上，確保裝配完整（差速器油封不要裝配）；

2）選取合適百分表（提高測量精度可以使用千分表），將百分表固定在半軸上，使其不能晃動，檢測頭貼緊油封安裝孔內壁；

3）緩慢轉動半軸一圈，讀取百分表指針最大和最小值，分別記錄，最大和最小值的差值，即為實際檢測的安裝偏心；

4）重復步驟2，多次測量，求平均值；

為確保測量的準確性，可將半軸多次拆裝進行測量。

3 結論

通過半軸安裝偏心的理論計算和實際測量，為油封的實際提供了較為可靠的輸入依據，避免后期因為半軸安裝偏心過大造成的油封泄漏故障。但在實際油封的設計開發中，不能僅僅依靠這些理論的校核，其密封性能仍需多方面的單體試驗、臺架試驗，以及整車耐久性能試驗進行驗證。

參考文獻

[1] 王亞萍,韓桂華,焦衛兵.液壓泄漏防治技術] [M].北京:機械工業出版社,2012.