某汽車變速器軸承異響問題分析與處理

韓江，羅陽，孫鑫

（寶雞法士特齒輪有限責任公司，陜西 寶雞 722409）

前言

汽車變速箱是進行動力轉換的機械設備，其結構復雜，一般有齒輪、軸、軸承、箱體、撥叉軸類及緊固件等零部件組成，每個零部件的故障都可能引起變速箱整體故障失效。在實際裝箱實驗過程中經常會出現變速箱異響的問題，其可能是軸承、殼體、齒輪等等零件的問題，對于剛從變速箱裝配線下線的新變速箱而言，疲勞失效可以忽略，失效的形式主要體現在齒輪、軸承等零部件的制造及裝配誤差上。因此，新變速箱的質檢過程主要是檢測制造、裝配等缺陷導致的變速箱異常運行狀態。因此那么，如果新裝變速箱異響該怎么解決呢? 筆者用生產中變速箱異響實例分析了其表現形式和產生原因，并結合檢測數據進行了分析，從而為解決這一問題提供了思路。

1 故障現象

我公司某變速箱在裝配下線進行臺架試驗的過程中陸續出現異響現象，表現為變速箱輸出端異響并偶有法蘭盤發熱現象；對故障箱拆箱時發現該四點定位軸承保持架已經幾乎沒有徑向竄動間隙，輸出軸承蓋內有脫落的銅屑，軸承保持架與鋼球均存在磨損的痕跡，保持架兜孔已與滾子嚴重摩擦產生凹形，如圖1所示。

圖1

2 符合性檢測

表2 零件硬度檢測結果/HRC

結合對現場異響箱體的拆解情況分析，經過綜合分析，對可能影響的零件進行符合性排查，檢測法蘭盤、二軸、后蓋、后軸蓋及殼體后蓋組合件相關尺寸和軸承常規尺寸及材質硬度未發現異常，現場拆解發現故障箱共同現象，裝配后輸出軸承外圈和保持架間隙小，甚至有法蘭盤轉動緊的現象，鎖定四點定位軸承是產生問題的關鍵點；需進一步對該軸承進行檢測，情況如下：

2.1 軸承尺寸檢測

通過表1顯示，發現軸承外圈內徑尺寸不合格，存在異常。

表1 軸承尺寸檢測/mm

2.2 軸承硬度和組織檢測

檢測故障軸承內、外套及鋼球的淬回火組織為3級；軸承硬度和組織符合JB/T1255-2014《滾動軸承 高碳鉻軸承鋼零件熱處理技術條件》標準規定1-4級要求[1]。

3 故障機理分析

由于軸承外圈內徑尺寸小，使軸承的引導間隙進一步減小，如圖2所示，從而影響了保持架的正常回轉，與拆箱時發現該套軸承保持架已經幾乎沒有徑向竄動間隙的現象吻合。因該類型軸承是鋼球引導保持架運轉，由于引導間隙變小，導致保持架阻礙了鋼球運轉，因而兩個零部件發生明顯摩擦，同時引導間隙變小，軸承在高速運轉時潤滑油不能通過引導間隙處進入，也會加劇保持架與滾動體的摩擦。綜合上述問題分析，我們認為由于軸承外圈內徑尺寸超下差引起軸承引導間隙小導致軸承磨損產生異響。為了進一步確認異響的原因，我們將四臺變速箱僅僅更換符合要求的軸承進行驗證，故障消除。驗證所得結果與分析的結論一致，可以確定軸承外圈內徑尺寸導致異響。

圖2

4 確定根本原因

為確定軸承外圈內徑尺寸小的造成原因，我們通過腦力激蕩找出這些因素，并將它們與特性值一起，按相互關聯性整理而成的層次分明、條理清楚。首先分析造成四點定位軸承外圈內徑超差問題的各方面以上，接下來是要排除這里面不是導致這次異響的原因。通過圖3 實施驗證，發現圈內徑主動測量儀表曾維修未校準是要因。

圖3

5 結束語

影響變速箱異響的因素較多，要杜絕問題的重復發生，就需要透徹分析故障產生的根本原因，并采取措施。針對本文所述問題對軸承異響質量問題進行整改并制定整改措施，完善主動測量儀表鑒定周期，定期對設備進行鑒定，明確設備出現故障時應對加工產品進行追溯，防止由此造成的不合格產品流出；同時對操作者進行培訓，促使人人重視對產品質量的控制。為了驗證改進措施有效性，對該軸承進行多批次裝箱現場持續跟蹤驗證，各項指標達到產品設計要求，軸承異響的情況消除，這說明解決問題的措施是積極有效的。