備胎升降器卡滯與斷裂問題分析與改進

李維良 申秀平 武千波

摘 要：為解決市場備胎升降器卡滯與斷裂問題，通過失效模式分析、因果分析圖法、頭腦風暴法，確定設計結構存在缺陷，未能周全考慮運動形式，傳動時發生抵觸，旋轉方向受較大剪切力，導致產品失效。通過結構更改，優化了運動軌跡，改進效果良好。

關鍵詞：備胎升降器;卡滯;斷裂;拆解分析;結構優化

中圖分類號：U462.1? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）13-23-02

Analysis and Improvement of Stuck and Fracture Problem of Spare Tire Lifter

Li Weiliang， Shen Xiuping， Wu Qianbo

（Quality Management Department of Shaanxi Heavy Duty Truck Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710200）

Abstract： In order to solve the problem of lag and fracture of the market spare tire hoist， the defects of the design structure are determined by failure mode analysis， causality analysis and brainstorming. Through structural changes， the motion trajectory is optimized and the improvement effect is good.

Keywords： Spare tire lifter; Lag; Fracture; Disassembly analysis; Structural optimization

CLC NO.： U462.1? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）13-23-02

1 引言

備胎升降器是固定備胎并在輪胎出現異常情況時輔助駕駛員方便取用的裝置，重型卡車備胎離地面位置較高且很重，人工拆卸很困難，因此需要備胎升降器來升降備胎以達到更換的目的。若備胎升降器出現卡滯、斷裂等功能失效問題，駕駛員將無法正常更換備胎，影響車輛正常營運甚至行車安全，引起客戶抱怨。為解決備胎升降器卡滯與斷裂問題，特開展本次失效模式分析及結構優化改進。

2 問題概述

2018年市場反饋某重型卡車備胎升降器出現銷軸卡滯與斷裂問題，導致備胎升降器無法正常升降，功能性失效，客戶抱怨強烈，問題呈逐月上升趨勢售后索賠成本巨大，3個月售后索賠積累高達12.7萬元，單一產品售后故障率高達1.52%。對故障件進行理化分析，銷軸材質符合圖紙要求的45#，排除產品材質問題，并開展拆解分析和結構優化工作。

3 問題分析

此款備胎升降器內部采用渦輪蝸桿傳動形式，蝸桿與桿由銷軸連接，轉動桿頭帶動蝸桿運動并向渦輪傳動，最終實現鋼絲繩纏繞和備胎升降，其中桿頭傳力完全借助銷軸完成，銷軸承受剪切力，斷裂風險大。依據三現原則進行失效模式分析，拆解備胎升降器故障產品，模擬產品內部機構運行軌跡，分析失效部位表面特征及該產品在車輛運轉中的運動形式，發現渦桿端部為機加工面，最后一齒處較薄，個別件有外翻，易導致卡滯，因存在卡滯，使用風動扳手裝配過程中，輪胎升起瞬間和升到最上端時的瞬間沖擊力會導致銷軸斷裂。

4 設計改進

（1）由于蝸桿最后齒存在翻邊，影響蝸桿在渦輪上的正常傳動，與渦輪傳功時發生抵觸，造成剛性擠壓，決定在蝸桿端部增加倒角，解決傳動卡滯問題。

（2）為減小銷軸所受剪切力，改變蝸桿與桿的連接形式，優化蝸桿與桿的結構，蝸桿相對桿旋轉方向上的相對運動通過加工平面來限制，解決銷軸斷裂問題。

（3）改進驗證

對改后樣件進行驗證，模擬備胎增加負重打緊后用風扳

機連續打2-4分鐘銷軸未斷，實驗驗證合格。對改進后的備胎升降器進行10輛份小批量實車試裝驗證，銷軸未斷，驗證效果良好。

5 結論

以市場問題為導向，通過原理分析及拆解檢測，找到了風險部位和失效原因。通過結構優化，改善了產品傳動、受力狀況，改進后產品可靠性明顯提升，完全滿足設計及客戶使用要求，改進后產品無卡滯、斷裂反饋，解決了客戶抱怨，改進效果顯著。

參考文獻

[1] 吳兆亮，某輕型卡車備胎支架設計，汽車實用技術，2015 NO.8.

[2] 張翠，輕型卡車備胎裝置布置的優化設計，研究與開發，2015.9.

[3] 黃錦俊，淺談改裝車備胎升降機構的運用[J]，企業科技與發展， 2008（18）：95-96.