汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)中基型模塊的應(yīng)用探討

【摘 要】本文基于對現(xiàn)階段國內(nèi)汽車輪轂軸承部件整體架構(gòu)與具體細(xì)節(jié)的理論剖析、應(yīng)用探索，側(cè)重結(jié)合基型模塊設(shè)計(jì)在汽車輪轂軸承部件的適配耦合，進(jìn)而確立了基型模塊在輪轂軸承部件應(yīng)用之中的標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性、集約式的整體設(shè)計(jì)理念導(dǎo)向。進(jìn)一步強(qiáng)化基型模塊整體設(shè)計(jì)的更新探索、持續(xù)精密規(guī)范內(nèi)外圈裝配倒角的綜合規(guī)劃、切實(shí)靈活地細(xì)化改進(jìn)溝道結(jié)構(gòu)的流程設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)機(jī)制與汽車產(chǎn)業(yè)運(yùn)營體系的協(xié)調(diào)雙贏。

【關(guān)鍵詞】汽車輪轂軸承；整體設(shè)計(jì)；基型模塊；更新改進(jìn)；應(yīng)用探索

現(xiàn)階段汽車輪轂軸承的規(guī)劃設(shè)計(jì)漸次呈現(xiàn)出規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、集約化的導(dǎo)向趨勢，不僅理論架構(gòu)的更新速率明顯提升，而且產(chǎn)品投入的營銷周期也迅速縮短。這就使得汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)制造之中的涉及基型模塊的程序步驟的綜合要求相應(yīng)拔高，技術(shù)層次的二次更新、具體工藝的深化改進(jìn)已經(jīng)顯得必要而關(guān)鍵?；谄囕嗇炤S承整體設(shè)計(jì)的規(guī)范集約而言，持續(xù)精密規(guī)范內(nèi)外圈裝配倒角的綜合規(guī)劃、切實(shí)靈活地細(xì)化改進(jìn)溝道結(jié)構(gòu)的流程設(shè)計(jì)無疑具備切實(shí)充分的綜合效用，這也是未來汽車輪轂軸承規(guī)劃設(shè)計(jì)之中對于基型模塊更新改進(jìn)的重點(diǎn)難點(diǎn)。

立足當(dāng)下汽車輪轂軸承規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)際現(xiàn)狀，具體結(jié)合汽車輪轂軸承規(guī)劃設(shè)計(jì)之中基型模塊環(huán)節(jié)所既存的突出問題，進(jìn)一步細(xì)化更新基型模塊規(guī)劃設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、集約式、綜合性的應(yīng)用維度，迅速實(shí)現(xiàn)基型模塊產(chǎn)業(yè)運(yùn)作的實(shí)效應(yīng)用，進(jìn)而有力助推汽車行業(yè)運(yùn)營體系的穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、長效發(fā)展。

1.基型模塊整體設(shè)計(jì)的更新探索

基型模塊作為以組為單位的具備同等屬性與適配功能的要素組件，在汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)之中占據(jù)著關(guān)鍵性的地位。而集合汽車系統(tǒng)的實(shí)物展示，基型模塊其實(shí)就是指在汽車輪轂軸承之中單位部件銜接部位的組件的規(guī)格形狀、尺寸質(zhì)量以及接觸耦合的力學(xué)參數(shù)等等。由于基型模塊在具備汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)之中具備的銜接性與適配性，所以在實(shí)際具體的輪轂設(shè)計(jì)之時，我們通常擇取某一系列產(chǎn)品序列之中最為具備典型性的組件型號作為基型產(chǎn)品的模型對象，然后以其為參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系列產(chǎn)品的后續(xù)開發(fā)，這樣就較為充分切實(shí)地保障了整個系列實(shí)際產(chǎn)品的穩(wěn)定性、實(shí)用性與適配性。而在市場投產(chǎn)運(yùn)作之后，我們也可以根據(jù)消費(fèi)者群體的需求變化，實(shí)時靈活地依據(jù)既存的基型模塊進(jìn)行針對改進(jìn)，從而也有效節(jié)省了人力、物力財(cái)力的成本消耗，進(jìn)而協(xié)調(diào)優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的綜合效益。

基型模塊的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)基于規(guī)范性、精準(zhǔn)化與集約式的總體導(dǎo)向，要切實(shí)緊密結(jié)合市場變化進(jìn)行相應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)、層次細(xì)節(jié)的更新優(yōu)化，尤其需要兼顧汽車輪轂軸承產(chǎn)品的更新?lián)Q代的成本投入、設(shè)計(jì)周期的壓縮提升以及部件性能測試作業(yè)的穩(wěn)步優(yōu)化。進(jìn)而充分全面地發(fā)揮基型模塊的組裝性能優(yōu)異、游隙調(diào)劑靈活、扭轉(zhuǎn)使用輕便、載荷容量大、密封軸承潤滑脂消耗量低的諸多優(yōu)勢，從而集約多元地省去外部輪轂密封、維修作業(yè)等適配操作的整體消耗，最終實(shí)現(xiàn)基型模塊規(guī)劃設(shè)計(jì)與投產(chǎn)應(yīng)用的交互雙贏。

2.基型模塊產(chǎn)業(yè)運(yùn)作的改進(jìn)應(yīng)用

依照上文所述的基型模塊的整體設(shè)計(jì)，筆者具體結(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)汽車輪轂軸承的架構(gòu)規(guī)格、環(huán)節(jié)部件以及應(yīng)用流程，側(cè)重對基型模塊的功能結(jié)構(gòu)、部件細(xì)節(jié)以及實(shí)際工藝進(jìn)行更新改進(jìn)。首先，我們需要選擇現(xiàn)階段普遍適用的基型模塊，這一點(diǎn)是保障設(shè)計(jì)研發(fā)產(chǎn)品系列的適配性；其次，基于系列產(chǎn)品的集中投產(chǎn)，根據(jù)市場反應(yīng)進(jìn)行換代基型的更新設(shè)計(jì)；第三，在密封結(jié)構(gòu)的換代基型的規(guī)劃設(shè)計(jì)之中，相關(guān)技術(shù)人員需要精確依照力學(xué)原理的模型理論進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，同時需要適配進(jìn)行模塊性能的反復(fù)測試，從而在牢固維持新產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)規(guī)范精良的前提之下，保障穩(wěn)步提升換代產(chǎn)品的密封性能。

筆者主要參照了現(xiàn)階段汽車輪轂軸承基型模塊在內(nèi)、外圈裝配倒角結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)、溝道結(jié)構(gòu)以及密封結(jié)構(gòu)的適配設(shè)計(jì)，其中重點(diǎn)針對溝道結(jié)構(gòu)、密封層次進(jìn)行了更新探究。如圖1。

1-內(nèi)圈裝配倒角；2-外圈裝配倒角；3-溝道結(jié)構(gòu)；4-密封結(jié)構(gòu)

圖1

2.1精密規(guī)范內(nèi)外圈裝配倒角的綜合規(guī)劃

依照力學(xué)原理，輪轂軸承內(nèi)圈裝配倒角結(jié)構(gòu)的圓弧應(yīng)當(dāng)需要分別與內(nèi)圈的端面以及內(nèi)徑進(jìn)行相切，而由于具體作業(yè)之中的人工操作失誤較多，無法全面保障其精確性，所以一般通過對于倒角的調(diào)整而提升作業(yè)工藝的規(guī)范精確性。具體方法是針對倒角的雙微弧線的物理特性進(jìn)行切角角度的微調(diào)與圓弧直徑的增減，其中角度可以在15°與30°之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，半徑R值則需要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行增減。而在具體細(xì)致的內(nèi)外圈裝配倒角的操作作業(yè)之中，我們也可以采用現(xiàn)階段較為通行的標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)思路來進(jìn)行內(nèi)、外圈裝配倒角的結(jié)構(gòu)細(xì)化，需要注意的是，裝配倒角的整體結(jié)構(gòu)需要切實(shí)符合規(guī)格變形結(jié)構(gòu)層次的整體原則，繼而形成規(guī)范化的倒角結(jié)構(gòu)，最終精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化之后的內(nèi)外圈裝配倒角的綜合規(guī)格。如圖2。

圖2

2.2細(xì)化改進(jìn)溝道結(jié)構(gòu)的流程設(shè)計(jì)

本文選取的基型模塊是通過利用軸承部件的雙元獨(dú)立性進(jìn)行拓展的，其中需要以輪轂軸承主線作為基本溝道，并以其為主設(shè)計(jì)溝道進(jìn)行基型截面的確定?，F(xiàn)階段輪轂軸承接觸角α比值主要包括25°、35°以及45°三種規(guī)格，而35°的最為普遍。這三種規(guī)格都與一般角接觸球軸承結(jié)構(gòu)存在著較大區(qū)別，前者通常應(yīng)用于驅(qū)動輪、非驅(qū)動輪的輪轂軸承部件之中；接觸角45°的主要應(yīng)用于外形尺寸規(guī)格相對較大的驅(qū)動輪軸承；接觸角25°則在現(xiàn)階段的汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)之中應(yīng)用最少。

內(nèi)、外圈的溝道直徑調(diào)整、溝曲率確定以及溝位置打磨都普遍具備了較為完備的設(shè)計(jì)套路，內(nèi)、外圈溝道的擋邊尺寸也逐漸開始適配于消費(fèi)者群體的層次劃分而呈現(xiàn)出靈活性，這就使得4溝道的規(guī)格尺寸的細(xì)化改進(jìn)對于角接觸球軸承的批量投產(chǎn)的輔助效用更為明顯。然而鑒于輪轂軸承的接觸角與內(nèi)外圈溝道的擋邊尺寸的具體適配的操作難度逐漸加大，同時還需要密切兼顧密封結(jié)構(gòu)的規(guī)格尺寸。尤其是角接觸球軸承的規(guī)劃設(shè)計(jì)目前僅局限于特殊接觸角所涉及的內(nèi)、外圈擋邊參數(shù)，而對于求解任意接觸角擋邊系數(shù)的力學(xué)算法還明顯存在缺失，這就給溝道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更新造成了理論瓶頸。

鑒于此，筆者認(rèn)為可以通過采用對于鋼球與溝道的周期接觸作為參照對象，分別計(jì)算當(dāng)軸承承載負(fù)荷達(dá)到額定限度之內(nèi)之時，鋼球與內(nèi)、外圈溝道所構(gòu)成的橢圓式的虛擬接觸切面的單位載荷的周期變化進(jìn)行針對改進(jìn)，這樣就可以通過橢圓切面的面積調(diào)節(jié)軸承溝道擋邊的參數(shù)設(shè)置。其運(yùn)作流程如圖3所示。

圖3

基型截面與截面中心徑以及內(nèi)徑的精確設(shè)定就使得平面制圖的實(shí)效性得以凸顯，我們可以依據(jù)對于上述流程的周期運(yùn)作進(jìn)行基型截面勾勒，并根據(jù)所記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行公式算法的歸納總結(jié)，進(jìn)而全面靈活地保障了溝道結(jié)構(gòu)的綜合更新。

而需要注意的是，由于汽車輪轂軸承密封結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)在于配合尺寸的規(guī)范精確性，所以對于密封內(nèi)徑尺寸規(guī)格的細(xì)化改進(jìn)就尤為重要，尤其是現(xiàn)階段的輪轂軸承已經(jīng)發(fā)展至第四代技術(shù)，許多全新理論、技術(shù)架構(gòu)與制造流程也日新月異，及時迅速地更新包括溝道設(shè)計(jì)在內(nèi)的整個基型模塊規(guī)劃設(shè)計(jì)的更新拓展，才能實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)綜合運(yùn)營的協(xié)調(diào)長效。

3.結(jié)語

汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)之中的基型模塊應(yīng)用作為一項(xiàng)具備專業(yè)性、技術(shù)式、組件化的綜合流程作業(yè)集合，在整個汽車產(chǎn)業(yè)運(yùn)營系統(tǒng)之中發(fā)揮著基礎(chǔ)總領(lǐng)的關(guān)鍵效用。持續(xù)加強(qiáng)基型模塊整體設(shè)計(jì)的理念更新、精密規(guī)范內(nèi)外圈裝配倒角的綜合規(guī)劃、細(xì)化改進(jìn)溝道結(jié)構(gòu)的流程設(shè)計(jì)，從而迅速提升汽車輪轂軸承作業(yè)流程的綜合實(shí)效，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、長效發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉汝衛(wèi).汽車ABS輪轂軸承的設(shè)計(jì)與研究[J].上海大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)及理論，2010.

[2]王偉.基于有限元法的滾動軸承接觸問題研究[J].機(jī)械，2011（9）.

[3]王麗.基于自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].合肥工業(yè)大學(xué)，2012.

[4]張春燕.汽車輪轂軸承力學(xué)分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2012（3）.