格爾發重卡分離式后懸架工序能力提升

安武松

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

工藝裝備

格爾發重卡分離式后懸架工序能力提升

安武松

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章論述分離式平衡軸后懸架的結構特點，并介紹了分離式平衡軸后懸架在生產過程中存在的問題，通過現場調查、分析，對各種問題進行定性，通過采取工序布局優化、裝配工序流程優化、工裝器具的改造、輔具制作等措施，提高后懸架的工藝能力，達到工序均衡、提高產品質量的目的。

后懸架；分離式平衡軸；工序優化

CLC NO.: U468.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-111-05

引言

分離式平衡軸后懸架是專為市場開發的新式后懸架結構，屬于獨立懸架的范疇，此結構是模仿國內重卡標桿車——重汽HOWO自卸車，并加以創新，采用“8+7”或“8+10”的變截面車架，承載能力更強，結構更加穩定，特別適合于惡劣工況環境使用，此懸架結構的車型，市場需求比較大，是格爾發重卡中的一支生力軍。

在結構上，與其他懸架相比，此懸架更為復雜，由于是新式結構，工藝不成熟，裝配此懸架的車型時，后懸架相關工位成為瓶頸工序，因后懸架造成的生產異常單臺平均超過30分鐘，嚴重影響產能，且過程質量控制比較差，裝配后的后懸架質量不高。

結合生產線布局、產品特點，通過采取優化工序布局、工裝器具改造、輔具制造、協調設計優化等措施提升后懸架的工藝能力，提高工序平衡率，同時達到提高產品質量的目的。

1、懸架基礎知識介紹

1.1 懸架的功用、組成及分類

1.1.1 懸架的定義

懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統（車架或承載式車身）之間具有彈性聯系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調節汽車行駛中的車身位置等有關裝置的總稱。

1.1.2 懸架的功用

1）傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩：把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（牽引力和制動力）和側向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳遞到車架上，以保證汽車的正常行駛。

2）緩和路面傳給車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統的振動，保證汽車的行駛平順性。

3）保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運動特性，保證汽車的操縱穩定性,使汽車獲得高速行駛能力。

1.1.3 懸架的組成

懸架是由彈性元件、導向裝置、減震器、緩沖塊和橫向穩定裝置等組成。

1.1.4 懸架的結構型式與分析

為了適應不同車型、車橋及滿足區域的需要，懸架可分為獨立懸架和非獨立懸架兩類，如圖一所示。

獨立懸架特點：獨立懸架的左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。

非獨立懸架：左右車輪用一根整體軸連接，再經過懸架與車架（或車身）連接。

圖1 懸架結構示意圖

1.2 格爾發重卡后懸架介紹

格爾發重卡后懸架分為獨立懸架和非獨立懸架，非獨立懸架中左右車輪通過平衡軸（或者車橋）連接；獨立懸架中的平衡軸是斷開的，即分離式平衡軸懸架結構。

1.2.1 格爾發后懸架基本結構介紹

以雙后橋非獨立式后懸架（格爾發重卡后懸架的典型結構）為例，后懸架結構構成：平衡軸、后板簧、騎馬螺栓、后簧導向板、推力桿、緩沖塊、后簧蓋板、后橫向穩定桿及相關件組成。

1.2.2 后懸架中各主要零部件作用及分析

平衡軸：后懸架中的重要組成部分，是板簧、車橋與車架的連接體，起到承上啟下的作用，目前格爾發所用平衡軸，根據平衡軸的形式，可分為整體式平衡軸和分離式平衡軸。

后板簧：懸架中的彈性元件，又叫鋼板彈簧；根據懸架的不同，板簧結構不盡相同，按照板簧片數，可以劃分為多片板簧和少片板簧，其中多片板簧有20片和12片兩種，少片板簧目前只有4片板簧一種，相同片數的板簧。少片板簧主要用于輕量化的重卡車型上，也是重卡的發展方向。

后簧導向板：后懸架中的導向裝置，轉配在板簧與車架之間，通過螺栓固定在車架上，裝配要求：導向板裝配后，要求導向板與板簧之間的間隙小于3mm，防止車輛行駛過程中板簧左右竄動或擺動，目前格爾發重卡上所有后簧導向板分為空心式和實心式，考慮到車輛使用特點，實心式導向板用在重卡公路車型上，空心式導向板用在重卡工程車上（應頻繁磨損，需要定期更換），如圖二所示。

圖2 導向板（左邊為空心式，右邊為實心式）

后騎馬螺栓：與螺母配合使用，用于連接板簧和平衡軸，騎馬螺栓裝配工序是關鍵工序，騎馬螺栓的扭矩有嚴格的要求，生產過程中必須保證，目前格爾發重卡騎馬螺栓扭矩是靠騎馬螺栓扭矩機來保證。

推力桿：中后橋與車架、平衡軸的連接部件，承受后縱向的扭矩，同時可以通過變化推力桿的安裝方式，達到調整中后橋仰角的目的。

后簧蓋板：騎馬螺栓安裝時，起到定位作用。

緩沖塊：防止車輛重載時，板簧變形嚴重或抵住車架。

后橫向穩定桿：抑制車體在轉彎時產生側傾的重要部件，當車側傾時，橫向穩定桿會順勢產生扭動，同時產生相反方向的回饋力，使車體的側傾得到控制體，起到車輛的橫向穩定作用。

1.3 分離式平衡軸后懸架介紹

分離式平衡軸后懸架屬于獨立懸架的范疇，主要特點：平衡軸在中間處斷開（如圖3），其他部分與普通懸架類似。

圖3 分離式平衡軸

2、分離式平衡軸后懸架改進前生產狀況綜述

分離式平衡軸導入到生產線進行試制生產，從生產過程中暴露的問題，主要體現在兩個方面：平衡軸安裝孔位偏差比較大和懸架裝配效率比較低，出現嚴重的生產異常，以上兩個問題分別出現在重卡廠車架車間和總裝車間。

2.1 平衡軸安裝孔位情況調查

分離式平衡軸裝配要求精度較高，涉及到縱梁腹面的孔與車架總成下平面的孔要保證為同一基準，才能滿足平衡軸的裝配。前期采用數控鉆床以五號梁中心線為基準試鉆，孔位偏差較大，平衡軸裝不上，結果重新返工適配，效率較低，且孔位精度得不到保證。

圖4 平衡安裝孔位示意圖

裝配時平衡軸孔位與車架上安裝孔位存在3mm的孔位偏差，需要人工返工（擴孔），平衡軸在車架上的安裝孔，圖紙要求為￠16.5mm，擴孔后，孔位達到￠19mm，甚至更大，這樣平衡軸裝配后，將影響平衡軸使用的穩定性能。

2.2 分離式平衡軸裝配生產異常調查

總裝車間裝配分離式平衡軸后懸架，裝配效率比較低，隨機調查10臺分離式平衡軸后懸架的裝配情況，平均裝配每臺平衡軸異常時間33.6min，嚴重影響生產效率，主要異常原因為平衡軸孔位偏差、中后橋難裝配、推力桿裝配困難，導致生產線員工勞動強度較大。

3、分離式平衡軸裝配問題分析

3.1 車架孔位偏差原因分析

分體式平衡軸與以往裝配的整體式平衡軸不一樣，單個平衡軸其與車架翼腹面孔形成裝配關系，同時左右平衡軸也形成連接裝配關系，即形成3個同時關聯的裝配關系。這就要求車架上左右兩面及下平面72個孔基礎統一。這樣裝配分體式平衡軸才能準確，提高效率。

圖5 孔位配合關系圖

但是目前重卡車架平衡軸孔生產工藝為：車架廠數控沖加工腹面孔、重卡廠數控鉆下平面孔。重卡廠數控鉆下平面孔是利用：數控鉆紅外線自動掃描車架寬度，以五號梁總成中兩橫梁貼合面為中心基準線打孔。這種鉆孔方式對五號梁總成、車架外寬等尺寸要求及其苛刻，才能滿足3個關聯裝配關系被同時滿足。目前車架縱梁右車架廠提供、5#梁由外協廠家提供，然后重卡完成鉚接和鉆孔，平衡軸的安裝孔由三方共同完成，很顯然三方在孔位加工、制造過程中的加工基準不可能完全一致，這樣就造成制造過程中的系統性誤差，導致孔位偏差，無法與平衡軸匹配。

3.2 總裝裝配困難原因分析

3.2.1 中后橋吊具分析

分離式平衡軸后懸架中的推力桿、板簧結構特別，安裝時對中重橋的角度要求比較苛刻，因板簧托座需要分別套入板簧兩端，為保證順利作業，橋起吊后需要合適的傾角，目前的吊具不能調整角度，裝配過程中需要裝配工利用人力或者借助撬棍等輔具來調整中后橋的角度，順利完成裝配，如圖6。

圖6 中后橋吊具

3.2.2 推力桿裝配工序分析

重卡推力桿為“I”型架構，但是分離式平衡軸的推力桿為“V”字型結構（相當于兩個“I”型推力桿），比較笨重，但沒有輔具，全部靠人力裝配，且操作性差，存在安全隱患，如圖7。

圖7 推力桿安裝

3.2.3 橋間傳動軸裝配工序分析

橋間傳動軸在裝配過程中易滑落，現場操作性差：分離式平衡軸屬于雙后橋的懸架，在中橋與后橋之間需要裝配橋間傳動軸，且此傳動軸是“軸殼+花鍵”的形式，裝配過程中花鍵容易從軸殼中滑落。

3.2.4 板簧結構分析

圖8 板簧結構

板簧設計結構不合理：中后橋套入板簧時，因板簧托座與板簧兩端理論間隙較小（板簧內側至后橋門式結構內壁間隙校核理論值為2mm ），導致托座套入板簧比較困難，而且板簧及中后橋相關部件還存在制造誤差，間隙可能更小。現場裝配時需要現對板簧打磨處理，影響生產效率，如圖8所示。

4、分離式平衡軸后懸架工藝能力提升

4.1 車架孔位加工改進

結合設計圖紙及實物，可以制作整體鉆模板，利用車架縱梁腹面的安裝孔為基準，并定位，結合鉆模板，利用搖臂鉆鉆車架下平面孔。此方案可以保證平衡軸在車架翼面和腹面孔位的配合精度，但是鉆模板定位、用搖臂鉆孔方法整個過程全部靠人工操作完成，生產效率低下，無法滿足批量生產。還是考慮從數控加工方面尋求突破口，解決數控鉆紅外線掃描定位基準精確的難題。

通過對數控鉆設備進行勘察調試后發現，現有的2臺數控設備程序由差別，基準相差2mm，技術人員對數控設備程序重新進行了設計修改，補償2mm基準誤差。由于數控鉆設備紅外掃描基準中Y方向坐標是以五號梁總成中兩橫梁貼合面為中心線，誤差較大，即使補償誤差，無法確保孔位加工的精度，利用之前鉆模板方法的靈感，可以制作數控加工定位輔具，采用“輔具定位+數控鉆”的方式完成孔的加工。

圖9 鉆模板

圖10 數控加工輔具

采取以上措施以后，為確保孔位的精準，增加一道孔位檢測工序：利用原來制作的鉆模板，用平衡軸安裝螺栓檢測各個孔的通過性，以確認加工孔的準確性。

4.2 總裝部分改進

4.2.1 輔具改進

措施一、優化中后橋的吊具，吊具優化后，中間一個吊纜的長度可以調節，兩邊的吊纜用于承重，這樣吊裝時可以通過調節中間吊纜的長度來調節中后橋的安裝角度，見圖11。

圖11 吊具優化

措施二、制作“V”字型推力桿的裝配輔具，推力桿安裝時便于定位，減少員工勞動強度，消除安全隱患，見圖12。

圖12 推力桿輔具

措施三、制作中后橋安裝輔具（中橋定位支撐墊塊）：利用發動機包裝時帶的定位木塊，自行設計286×120×80的輔具，確保中橋裝配后可以定位在相同的位置，以便于后橋的快速裝配，見圖13。

圖13 中后橋安裝輔具

4.2.2 工序優化

工序優化一：修改組合件供貨方式，將橋間傳動軸捆綁后供貨，車間提前預裝到后橋上，減輕流水線的壓力，避免橋間裝配過程中的滑落，見圖14。

圖14 傳動軸捆綁

工序優化二：V型推力桿螺栓安裝工藝路線調整，將雙頭螺柱提前預裝到中后橋上，減輕流水線壓力，同時方便中后橋及V型推力桿的安裝，見圖15。

圖15 推力桿螺栓預裝

工序優化三：修改中后橋的組合件工藝，更改后，板簧托座由中后橋廠家組裝好后供貨，提高生產線的裝配效率，見圖16。

圖16 中后橋組合件

4.2.3 設計優化

設計優化：明確板簧倒角技術要求（消除中后橋裝配時托座與板簧干涉的現象），見圖17。

圖17 板簧倒角

4.2.4 工藝完善

措施一、針對分離式平衡軸，制定一套工位布局，使裝配工序更加合理，見圖18。

圖18 工序調整后的布局圖

措施二、編制后懸架相關件的工藝防錯卡，避免裝配錯誤，見圖19。

圖19 工藝防錯卡

5、效果驗證

通過對工裝設備的調試、輔具的制作、工序的優化，不僅杜絕了返工，提高孔位的質量，而且也滿足了生產需求，總裝車間裝配順暢，基本消除了生產異常，達到正常的生產節拍。

6、結論

本論文課題來源于生產一線，從人、機、料、法、環幾個因素綜合分析，并問題點對各個一一采取相應的解決措施，逐一改善，最終取得良好的效果，不但提高了生產效率，而且提升了產品質量。

[1] 王望予.汽車設計.機械工業出版社.2006年.

[2] 姜勇.機械制圖與計算機繪圖.人民郵電出版社.2004年.

[3] 明興祖,熊顯文.數控技術. 清華大學出版社.2007年.

Riegl hair heavy card after separate suspension process ability to ascend

An Wusong
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

This article discusses the separate balance shaft rear suspension of the structural features, and introduces separate balance shaft in the rear suspension problems in the production process, through on-site investigation, analysis, and qualitative issues, through the adoption process layout optimization, assembly process flow optimization, tooling apparatus of the transformation, production of assistive devices such as measures to improve the rear suspension of the process capability to achieve a balanced process, improve product quality.

rear suspension; separate balance shaft; process optimization

U468.2

A

1671-7988 (2017)10-111-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.037

安武松，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。