變速器裝配線上軸承壓裝問題分析

楊景璐 陳源

摘 要：在研究汽車變速器裝配過程中的質(zhì)量控制時(shí)，要了解其變速器裝配生產(chǎn)線上質(zhì)量控制的重要控制變量及其過程，并分析其軸承壓裝的過程和控制變量的特性，在了解其應(yīng)用的原理后進(jìn)行應(yīng)用分析。對于汽車變速器裝配生產(chǎn)線上的軸承壓裝問題進(jìn)行研究，提高其變速器的裝配質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變速器；裝配線；軸承壓裝；分析

在我國汽車生產(chǎn)的市場中，生產(chǎn)變速器的企業(yè)眾多，而且其上生產(chǎn)線都配有進(jìn)行汽車變速器性能的試驗(yàn)臺，變速器一旦裝配完成就要送到其試驗(yàn)臺內(nèi)，及時(shí)進(jìn)行性能指標(biāo)的合格測試，通過測試就會直接出廠，如果不合格就要返修。汽車變速器類似這樣的性能測試是必須要進(jìn)行的，但其生產(chǎn)企業(yè)大多只是單純的依靠這樣的性能測試來檢查汽車變速器的出廠質(zhì)量，在生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)不會進(jìn)行檢查著手，因此，在裝配線上對其軸承壓裝問題進(jìn)行分析，可以有效的提高其裝配質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)變速器的質(zhì)量控制。

一、變速器裝配線上軸承壓裝

（一）變速器及其軸承壓裝

作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的組成部分，變速器的齒輪是其內(nèi)部的最主要的一個(gè)元件，因此對其裝配的精度就直接影響著變速器的性能和壽命。在壓裝機(jī)上主要完成的是齒輪和主軸的裝配，在壓裝機(jī)的設(shè)計(jì)制造就要尤其注重其精度。對于壓裝裝配的研究，國內(nèi)學(xué)者主要的研究是單一壓裝機(jī)機(jī)身的有限元和關(guān)鍵零件的壓裝質(zhì)量控制和工藝研究等問題。而因?yàn)閴貉b機(jī)是一種非標(biāo)設(shè)備，所以不同的壓裝對象就有不同的壓裝機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)[ 1 ]，并沒有一定的設(shè)計(jì)規(guī)范。關(guān)于壓裝機(jī)的系統(tǒng)理論研究不多，也缺乏足夠的理論支持。

（二）變速器軸承壓裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

1.壓裝系統(tǒng)的組成部分

壓裝系統(tǒng)的主要組成部分就是機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)中主要有線體、頂板、彎板、升降小車、夾緊裝置、頂升油缸、壓裝油缸。而液壓系統(tǒng)的主要組成是頂升油缸回路和推進(jìn)油缸回路。

2.壓裝系統(tǒng)的工作原理

軸承壓裝有這樣的工作原理：運(yùn)用軌道小車，完成變速器箱體到壓裝機(jī)工作位置的轉(zhuǎn)移，再用頂升油缸進(jìn)行舉升，結(jié)合定位裝置，保證軸承孔軸線、壓裝油缸軸線位置平行且固定。此時(shí)就要放齒輪軸或合件到箱體內(nèi)，推進(jìn)油缸開始啟動(dòng)，頂起齒輪軸并定位，這時(shí)就可以等待壓裝。壓裝油缸運(yùn)用自身的壓力把軸承壓到齒輪軸和軸承座孔中。在壓裝結(jié)束后，壓裝缸就會被活塞推回原位，這時(shí)裝配線上的軸承壓裝的過程就結(jié)束了[ 2 ]。

二、變速器關(guān)鍵軸承壓裝分析

（一）變速器裝配的關(guān)鍵過程

變速器的生產(chǎn)線都是要經(jīng)過三十幾道生產(chǎn)工序結(jié)合完成的，如果要實(shí)施SPC，就要先對關(guān)鍵的生產(chǎn)工序和重要的控制變量進(jìn)行識別。在變速器的裝配過程中，螺栓是否擰緊和選擇墊片的厚度等工序都是軸承壓裝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為變速器的一個(gè)重要零部件，要實(shí)現(xiàn)齒輪的嚴(yán)格定位和旋轉(zhuǎn)的要求，就需要高速滾動(dòng)軸承，而軸和軸承的座孔就要過盈配合。如果發(fā)現(xiàn)軸承的過盈量不足，軸承就有蠕變甚至失效的可能性，而如果軸承的過盈量過大時(shí)，此時(shí)運(yùn)用液力壓裝機(jī)的冷壓裝時(shí)就會劃傷工件。因此，要想提高變速器生產(chǎn)線上的裝配質(zhì)量，九要嚴(yán)格把關(guān)，監(jiān)督其關(guān)鍵軸承的裝配，實(shí)行在線監(jiān)控。變速器軸承的裝配過程是其生產(chǎn)線上的一個(gè)非常重要的工序。這一裝配主要是壓裝前殼體、后殼體軸承和差速器軸承等。在實(shí)施SPC控制圖時(shí)，可以把軸承的壓裝力、螺栓的擰緊力和墊片的厚度作為幾個(gè)控制變量。而在進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控時(shí)，通過進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，運(yùn)用PLC來實(shí)現(xiàn)對各個(gè)設(shè)備的控制（PLC可以根據(jù)壓力傳感器和位移傳感器獲取不同的變量值）[ 3 ]。在統(tǒng)計(jì)過程中要嚴(yán)格實(shí)施對控制變量的控制，因?yàn)檫@是變量應(yīng)用控制圖使用的基礎(chǔ)條件。因此，要分析控制變量，并結(jié)合具體分析建立數(shù)學(xué)模型，研究其中的規(guī)律變化，為下一步實(shí)施控制圖奠定基礎(chǔ)。

（二）軸承的最大壓裝力分析

軸承裝配方法一般是冷壓法、溫差法、溫差和壓裝結(jié)合法。常見的冷壓法是用手錘來配合套筒進(jìn)行敲擊，還有液力壓裝機(jī)、螺旋加壓法和伺服壓裝機(jī)。在變速器裝配線上進(jìn)行重要軸承的壓裝時(shí)，需要的壓裝力很大，裝配的實(shí)際要求比較高，這些都需要保證軸承壓裝的質(zhì)量，使用的都是進(jìn)行專門設(shè)計(jì)的液力壓裝機(jī)。液力壓裝機(jī)可以實(shí)現(xiàn)位移壓力數(shù)據(jù)的采集，并對壓裝過程中的一次位移的壓力曲線和時(shí)間壓力曲線進(jìn)行顯示。通過材料力學(xué)的相關(guān)理論和彈性力學(xué)的知識理論，在分析了簡化模型后，就將軸承壓裝力和過盈量之間的關(guān)系計(jì)算出來了。而軸頸和軸承內(nèi)圈猶豫過盈配合而產(chǎn)生的軸向摩擦力，就可以使用材料力學(xué)的厚壁圓筒進(jìn)行處理。

軸承的壓裝力的大小與很多因素有關(guān)，比如軸頸有效過盈量、軸承、配合尺寸和配合表面的摩擦系數(shù)等等因素，對于零件的裝配和軸徑的加工可以用它來進(jìn)行指導(dǎo)，以此來提高變速器總裝的質(zhì)量和效率。因?yàn)楦鼡Q油缸或者提高油壓都會產(chǎn)生類似增加設(shè)備的成本等其他不的影響，很少會考慮其極限點(diǎn)的情況，極限值的差異小，但可以改善其潤滑條件來減少摩擦系數(shù)[ 4 ]。因此在實(shí)際的生產(chǎn)中，不僅要對其配件質(zhì)量進(jìn)行合理控制，改進(jìn)其箱體的裝夾，還要實(shí)施軸承孔的潤滑措施，保證其良好的運(yùn)行效果。

三、結(jié)語

變速器裝配生產(chǎn)線上的一道重要的工序就是進(jìn)行變速器的軸承壓裝。在分析了變速器關(guān)鍵的軸承壓裝過程，對其最大的壓裝力和過盈量間的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步的了解。而在壓裝過程中，隨著壓入量的增大其壓裝力也會隨之增大，結(jié)合其具體的工藝規(guī)格對其壓裝力的大小進(jìn)行分析，確定其具體的壓裝力規(guī)格，并分析了作為一個(gè)SPC控制變量的軸承壓裝力實(shí)行的可行性。在變速器裝配線上要開發(fā)并實(shí)施SPC的監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)場的運(yùn)作和裝配工藝進(jìn)行分析，并對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常和問題進(jìn)行分析總結(jié)，盡可能快的解決實(shí)際過程中出現(xiàn)的問題，提高裝配線的生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸成剛，陳書宏，陳平.汽車變速器關(guān)鍵軸承壓裝質(zhì)量控制研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011，04：101-103.

[2] 陳甦欣，李世樂，劉健，李旭.DCT差速器軸承外圈的壓裝分析[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013，12：115-118.

[3] 王慶辛，劉振，李曉龍，夏超.前輪轂軸承壓裝力分析與計(jì)算[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2016，02：247.

[4] 劉松凱，尹健，白洪飛.汽車變速器齒輪壓裝機(jī)機(jī)身優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2016，03：71-73.