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啤嶺機電設備(上海)有限公司

輪轂軸承抱死現象分析與改進

2014-02-13

徐升 程士順 鄒國軍 陳平
(安徽安凱福田曙光車橋有限公司)
  摘 要:本文重點分析了輪轂軸承抱死現象產生的原因,并提出了相應的改進措施。
  關鍵詞:輪轂軸承抱死;原因分析;改進措施
  隨著客車工業(yè)的高速發(fā)展,客車橋由過去貨車橋代用,逐步向專業(yè)客車橋轉換。在貨車橋向客車橋轉化的過程中,輪轂軸承抱死的投訴率Z高。如果還是按過去生產貨車橋的生產方式,只是在原有基礎上進行一些改進,很難從根本上解決問題。因此,必須從整個系統(tǒng)入手,對設計、工藝、采購、生產、物流等各個環(huán)節(jié)進行改進。
  一、輪轂軸承抱死原因分析
  從現象上看,輪轂軸承抱死只與軸承有關,然而只對軸承進行改進,顯然是解決不了問題的,必須對軸承、軸承的潤滑方式、軸承的預緊力、軸承的裝配方式等多方面進行分析。
  1.加工精度
  輪轂加工精度達不到要求,尤其是兩軸承孔同軸度和端面垂直度。
  2.軸承制造過程
  熱處理不當、硬度不足、滾子或套圈受力后變形,破壞軸承工作面,異常發(fā)熱,Z后發(fā)生軸承燒死。滾子和滾道沒有研磨,表面非常粗糙,異常發(fā)熱,Z后發(fā)生軸承燒死。
  3.軸承搬運與臨時存放
  目前軸承都是整套到裝配廠,裝配廠將軸承進行重新拆分,把內外圈分開,送到不同工位進行裝配。在拆分過程中,一定要輕拿輕放,否則易造成軸承損壞。此外,軸承內圈放在車間內,如無任何保護的情況下,軸承滾道暴露在車間環(huán)境中,而且車間還沒做到裝配過程無灰塵,極有可能使空氣中雜質和污染物等接觸并附著在軸承滾道上,這些污染物會影響軸承性能,降低軸承壽命。
  4.潤滑油脂的涂抹
  軸承潤滑油脂的涂抹是很重要的,軸承內圈在滾子間和滾道大擋邊處都應充滿油脂,這對軸承運作時的潤滑起到相當大的作用;軸承外圈不需涂抹大量油脂,這些油脂在運行中將被擠出軸承,起不到潤滑作用;另外,在兩個軸承內側空腔內壁涂上薄薄的油脂,其作用是將鑄件體內沙粒和鐵屑等顆粒物吸附的內壁上,而不至于進入軸承內影響軸承性能,降低軸承使用壽命。
  油脂涂抹不到位將導致軸承局部潤滑不足或預緊力過大,引起滾子大端直接與金屬接觸,摩擦引起滾子歪斜,同時產生巨大溫升,致使保持架變形,軸承抱死。沒有填充油脂或填充量很小,軸承沒有潤滑,易抱死。油脂填充過量,充滿整個輪轂,當油脂受熱膨脹,產生的壓力可能把密封圈推開,使得油脂流失;而且油脂的導熱性能差,輪轂充滿油脂會使軸承產生的熱量留在輪轂中,導致輪轂的溫度不斷升高,Z后使油脂失效,引發(fā)軸承抱死。
  5.軸承安裝
  軸承安裝時預緊力過大,軸承工作發(fā)熱后,膨脹量無處吸收,引發(fā)軸承燒死。軸承安裝時游隙過大,使受力集中于少量滾子上,發(fā)生過度疲勞,破壞軸承工作面,連環(huán)引起軸承發(fā)熱,Z后發(fā)生軸承燒死。軸承安裝時負游隙過大,軸承工作發(fā)熱預緊力過大,破壞滾子大端外油膜。一般來說,因負游隙太大導致油膜缺失的情況,Z先開始損壞及損壞較嚴重的軸承為外側軸承。
  二、設計改進措施
  1.對橋殼進行改進
  對橋殼的軸承檔規(guī)定同軸度要求,同軸度為0.3mm;對軸承檔的表面粗糙度由過去的3.2提高到0.8,這就要求橋殼的軸承檔雙頭同時磨出。
  2.對橋殼軸頭與軸承配合公差進行改進
  輪轂裝配的軸承,內軸承為7518,外軸承為7517,與內外軸承配合的軸的公差為。軸承為標準件,其公差為軸為基軸制,孔為基孔制,7518和7517孔的公差為,軸跟軸承的配合為過盈配合。因在裝配時需將軸承加熱,才能裝配進,這樣在車行駛過程中,軸承受熱膨脹,易造成軸承抱死。因此,將與內外軸承配合的軸的公差改為,這樣軸和軸承的配合就為過渡配合,軸承裝配時,軸承就不需要加熱,保證軸和軸承之間有輕微的間隙。這樣車在行駛過程中,軸承受熱膨脹,該間隙正好抵消軸和軸承的膨脹,所以不易造成軸承抱死。
  3.對輪轂的軸承檔和位置公差進行改進
  對軸承檔的表面粗糙度由過去的3.2提高到0.8,保證軸承裝配平穩(wěn),規(guī)定兩軸承端面的垂直度為0.05mm,保證兩軸承裝配平行,消除由位置公差不當而造成軸承裝配引起的軸承抱死。
  4.軸承的選用
  根據客車橋的使用情況,對軸承的品質有較高的要求。依據目前國內軸承質量情況,公司選用中美合資企業(yè)TIMKEN生產的軸承,做為客車橋專用軸承,并在文件中加以規(guī)定。
  三、工藝改進措施
  1.輪轂
  將輪轂在清洗機中進行清洗,清洗掉內腔中的沙粒。提高軸承在輪轂中的裝配精度。在輪轂兩軸承檔內側空腔內壁涂上薄薄一層油脂。輪轂內腔不要填充過量的油脂。
  2.軸承
  軸承外圈不需要涂油脂,軸承內圈中必須注滿油脂。將軸承內圈放在注油機中,由注油機給軸承內圈加油,使軸承內圈在滾子間隙和滾道大擋邊處都充滿油脂。軸承外圈壓入輪轂后,內圈放入專用流轉箱中,避免軸承滾道裸露在車間環(huán)境中,以防空氣中雜質和污染物附在滾道上。
  3.確定輪轂軸承預緊力
  輪轂軸承預緊力過大,輪轂工作發(fā)熱后,膨脹量無處吸收,引發(fā)軸承燒死。輪轂軸承預緊力過小,軸承游隙過大,使軸承受力集中在少量滾子上,發(fā)生過渡疲勞,破壞軸承工作面,引發(fā)軸承發(fā)熱,Z后引起軸承燒死。規(guī)定輪轂軸承的預緊力,使用定力矩板手鎖緊螺母,再后退螺母60度,達到規(guī)定的軸承游隙值。
  四、小結
  通過近幾年的市場驗證發(fā)現,改進后的客車橋輪轂軸承抱死故障已明顯下降。由此可見,這種改進是可行的,能夠提高客車橋產品的質量和使用壽命。
  參考文獻:
  【1】劉惟信.汽車車橋設計[M].北京:清華大學出版社,2004
 
來源:《安徽科技》2011年第七期