格爾發(fā)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(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

工藝裝備

格爾發(fā)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(tuán)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并介紹了分離式平衡軸后懸架在生產(chǎn)過程中存在的問題，通過現(xiàn)場調(diào)查、分析，對各種問題進(jìn)行定性，通過采取工序布局優(yōu)化、裝配工序流程優(yōu)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(dá)到工序均衡、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

后懸架；分離式平衡軸；工序優(yōu)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(fā)的新式后懸架結(jié)構(gòu)，屬于獨(dú)立懸架的范疇，此結(jié)構(gòu)是模仿國內(nèi)重卡標(biāo)桿車——重汽HOWO自卸車，并加以創(chuàng)新，采用“8+7”或“8+10”的變截面車架，承載能力更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，特別適合于惡劣工況環(huán)境使用，此懸架結(jié)構(gòu)的車型，市場需求比較大，是格爾發(fā)重卡中的一支生力軍。

在結(jié)構(gòu)上，與其他懸架相比，此懸架更為復(fù)雜，由于是新式結(jié)構(gòu)，工藝不成熟，裝配此懸架的車型時，后懸架相關(guān)工位成為瓶頸工序，因后懸架造成的生產(chǎn)異常單臺平均超過30分鐘，嚴(yán)重影響產(chǎn)能，且過程質(zhì)量控制比較差，裝配后的后懸架質(zhì)量不高。

結(jié)合生產(chǎn)線布局、產(chǎn)品特點(diǎn)，通過采取優(yōu)化工序布局、工裝器具改造、輔具制造、協(xié)調(diào)設(shè)計優(yōu)化等措施提升后懸架的工藝能力，提高工序平衡率，同時達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

1、懸架基礎(chǔ)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(tǒng)（車架或承載式車身）之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關(guān)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(cè)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?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)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(yùn)動特性，保證汽車的操縱穩(wěn)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(dǎo)向裝置、減震器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定裝置等組成。

1.1.4 懸架的結(jié)構(gòu)型式與分析

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

獨(dú)立懸架特點(diǎn)：獨(dú)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(dú)立懸架：左右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接。

圖1 懸架結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 格爾發(fā)重卡后懸架介紹

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

1.2.1 格爾發(fā)后懸架基本結(jié)構(gòu)介紹

以雙后橋非獨(dú)立式后懸架（格爾發(fā)重卡后懸架的典型結(jié)構(gòu)）為例，后懸架結(jié)構(gòu)構(gòu)成：平衡軸、后板簧、騎馬螺栓、后簧導(dǎo)向板、推力桿、緩沖塊、后簧蓋板、后橫向穩(wěn)定桿及相關(guān)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(fā)所用平衡軸，根據(jù)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(jù)懸架的不同，板簧結(jié)構(gòu)不盡相同，按照板簧片數(shù)，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(shù)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(fā)展方向。

后簧導(dǎo)向板：后懸架中的導(dǎo)向裝置，轉(zhuǎn)配在板簧與車架之間，通過螺栓固定在車架上，裝配要求：導(dǎo)向板裝配后，要求導(dǎo)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(fā)重卡上所有后簧導(dǎo)向板分為空心式和實(shí)心式，考慮到車輛使用特點(diǎn)，實(shí)心式導(dǎo)向板用在重卡公路車型上，空心式導(dǎo)向板用在重卡工程車上（應(yīng)頻繁磨損，需要定期更換），如圖二所示。

圖2 導(dǎo)向板（左邊為空心式，右邊為實(shí)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(guān)鍵工序，騎馬螺栓的扭矩有嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)過程中必須保證，目前格爾發(fā)重卡騎馬螺栓扭矩是靠騎馬螺栓扭矩機(jī)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(dá)到調(diào)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(yán)重或抵住車架。

后橫向穩(wěn)定桿：抑制車體在轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生側(cè)傾的重要部件，當(dāng)車側(cè)傾時，橫向穩(wěn)定桿會順勢產(chǎn)生扭動，同時產(chǎn)生相反方向的回饋力，使車體的側(cè)傾得到控制體，起到車輛的橫向穩(wěn)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(dú)立懸架的范疇，主要特點(diǎn)：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(jìn)前生產(chǎn)狀況綜述

分離式平衡軸導(dǎo)入到生產(chǎn)線進(jìn)行試制生產(chǎn)，從生產(chǎn)過程中暴露的問題，主要體現(xiàn)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(xiàn)嚴(yán)重的生產(chǎn)異常，以上兩個問題分別出現(xiàn)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(diào)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(zhǔn)，才能滿足平衡軸的裝配。前期采用數(shù)控鉆床以五號梁中心線為基準(zhǔn)試鉆，孔位偏差較大，平衡軸裝不上，結(jié)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(kuò)孔），平衡軸在車架上的安裝孔，圖紙要求為￠16.5mm，擴(kuò)孔后，孔位達(dá)到￠19mm，甚至更大，這樣平衡軸裝配后，將影響平衡軸使用的穩(wěn)定性能。

2.2 分離式平衡軸裝配生產(chǎn)異常調(diào)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(jī)調(diào)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(yán)重影響生產(chǎn)效率，主要異常原因?yàn)槠胶廨S孔位偏差、中后橋難裝配、推力桿裝配困難，導(dǎo)致生產(chǎn)線員工勞動強(qiáng)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(guān)系，同時左右平衡軸也形成連接裝配關(guān)系，即形成3個同時關(guān)聯(lián)的裝配關(guān)系。這就要求車架上左右兩面及下平面72個孔基礎(chǔ)統(tǒng)一。這樣裝配分體式平衡軸才能準(zhǔn)確，提高效率。

圖5 孔位配合關(guān)系圖

但是目前重卡車架平衡軸孔生產(chǎn)工藝為：車架廠數(shù)控沖加工腹面孔、重卡廠數(shù)控鉆下平面孔。重卡廠數(shù)控鉆下平面孔是利用：數(shù)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(zhǔn)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(guān)聯(lián)裝配關(guān)系被同時滿足。目前車架縱梁右車架廠提供、5#梁由外協(xié)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(zhǔn)不可能完全一致，這樣就造成制造過程中的系統(tǒng)性誤差，導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(yè)，橋起吊后需要合適的傾角，目前的吊具不能調(diào)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(diào)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(gòu)，但是分離式平衡軸的推力桿為“V”字型結(jié)構(gòu)（相當(dāng)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(xiàn)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(jié)構(gòu)分析

圖8 板簧結(jié)構(gòu)

板簧設(shè)計結(jié)構(gòu)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?。ò寤蓛?nèi)側(cè)至后橋門式結(jié)構(gòu)內(nèi)壁間隙校核理論值為2mm ），導(dǎo)致托座套入板簧比較困難，而且板簧及中后橋相關(guān)部件還存在制造誤差，間隙可能更小?，F(xiàn)場裝配時需要現(xiàn)對板簧打磨處理，影響生產(chǎn)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(jìn)

結(jié)合設(shè)計圖紙及實(shí)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(zhǔn)，并定位，結(jié)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(chǎn)效率低下，無法滿足批量生產(chǎn)。還是考慮從數(shù)控加工方面尋求突破口，解決數(shù)控鉆紅外線掃描定位基準(zhǔn)精確的難題。

通過對數(shù)控鉆設(shè)備進(jìn)行勘察調(diào)試后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的2臺數(shù)控設(shè)備程序由差別，基準(zhǔn)相差2mm，技術(shù)人員對數(shù)控設(shè)備程序重新進(jìn)行了設(shè)計修改，補(bǔ)償2mm基準(zhǔn)誤差。由于數(shù)控鉆設(shè)備紅外掃描基準(zhǔn)中Y方向坐標(biāo)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(bǔ)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(shù)控加工定位輔具，采用“輔具定位+數(shù)控鉆”的方式完成孔的加工。

圖9 鉆模板

圖10 數(shù)控加工輔具

采取以上措施以后，為確?？孜坏木珳?zhǔn)，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(rèn)加工孔的準(zhǔn)確性。

4.2 總裝部分改進(jìn)

4.2.1 輔具改進(jìn)

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

圖11 吊具優(yōu)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(qiáng)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(fā)動機(jī)包裝時帶的定位木塊，自行設(shè)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(yōu)化

工序優(yōu)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(yù)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(yōu)化二：V型推力桿螺栓安裝工藝路線調(diào)整，將雙頭螺柱提前預(yù)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(yù)裝

工序優(yōu)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(chǎn)線的裝配效率，見圖16。

圖16 中后橋組合件

4.2.3 設(shè)計優(yōu)化

設(shè)計優(yōu)化：明確板簧倒角技術(shù)要求（消除中后橋裝配時托座與板簧干涉的現(xiàn)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(diào)整后的布局圖

措施二、編制后懸架相關(guān)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(yàn)證

通過對工裝設(shè)備的調(diào)試、輔具的制作、工序的優(yōu)化，不僅杜絕了返工，提高孔位的質(zhì)量，而且也滿足了生產(chǎn)需求，總裝車間裝配順暢，基本消除了生產(chǎn)異常，達(dá)到正常的生產(chǎn)節(jié)拍。

6、結(jié)論

本論文課題來源于生產(chǎn)一線，從人、機(jī)、料、法、環(huán)幾個因素綜合分析，并問題點(diǎn)對各個一一采取相應(yīng)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(chǎn)效率，而且提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 王望予.汽車設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社.2006年.

[2] 姜勇.機(jī)械制圖與計算機(jī)繪圖.人民郵電出版社.2004年.

[3] 明興祖,熊顯文.數(shù)控技術(shù). 清華大學(xué)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(tuán)股份有限公司。