一種油封工裝的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉福軍

（中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司總成裝配部，山西大同037006）

一種油封工裝的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉福軍

（中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司總成裝配部，山西大同037006）

油封是汽車動(dòng)力總成中的重要部件。介紹了一種低質(zhì)量成本的油封工裝設(shè)計(jì)實(shí)例。該設(shè)計(jì)適用性強(qiáng)，成本低，同時(shí)可以很好地保證油封裝配時(shí)與被裝配件的垂直度。

油封變速器裝配工裝設(shè)計(jì)

油封滲漏油是動(dòng)力總成常見(jiàn)故障，其原因與油封的裝配方法密不可分。在不具備專業(yè)設(shè)備的情況下，通常油封的壓裝是通過(guò)一個(gè)較為輕薄的定位套配合定位芯軸進(jìn)行的，因?yàn)槎ㄎ惶滋夭焕谑止げ僮?。然而由于二者在壓裝時(shí)，油封與被裝配件已經(jīng)接觸，定位套的定位作用往往會(huì)失效，導(dǎo)致壓裝過(guò)程油封傾斜進(jìn)入配合件。這對(duì)油封的外圓會(huì)造成一定的損傷。另外，這種分體式工裝在使用過(guò)程中，操作人員拿取時(shí)芯軸與定位套很容易分離，需要手動(dòng)將其再次穿入。由于二者配合間隙一般較小，穿入時(shí)稍微傾斜會(huì)使二者抱死，影響裝配效率。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

油封外部為圓筒形，用來(lái)保證對(duì)腔體的靜態(tài)密封，常采用內(nèi)包金屬骨架的橡膠外緣。金屬骨架就如同混凝土構(gòu)件里面的鋼筋，起到加強(qiáng)的作用，并使油封能保持形狀及張力。密封唇部是柔性彈性體，設(shè)計(jì)成對(duì)機(jī)械的震動(dòng)及密封流體的壓力變動(dòng)的影響下仍可保持穩(wěn)定的密封作用，并起到保持唇部與軸表面穩(wěn)定接觸狀態(tài)的作用。所以在進(jìn)行油封壓裝時(shí)必須使油封受力在金屬骨架上。

為保證油封壓裝時(shí)與配合件的垂直度，需要定位芯軸與定位套的配合長(zhǎng)度盡量長(zhǎng)。另一方面，為了保證壓裝時(shí)“先定位、后壓裝”，需要工裝放置到配合件上定好位后，油封與配合件不能接觸。

如圖1所示，用于變速器輸入軸軸承蓋油封壓裝的工裝設(shè)計(jì)，利用一個(gè)Q43130卡簧配合一個(gè)彈簧，即可實(shí)現(xiàn)工裝的一體化。一體化的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)定位套與芯軸的配合間隙盡量小。因?yàn)榉煮w式芯軸容易與定位套分離，重新穿入后配合間隙越小，越不易穿入。另外，在油封壓裝后芯軸與油封可以在彈簧作用下自行分離。

圖1 油封工裝結(jié)構(gòu)

在芯軸與定位套滑動(dòng)長(zhǎng)度大于油封壓裝行程和預(yù)留間隙的前提下，配合長(zhǎng)度L盡量長(zhǎng)，這樣可以獲得較小的芯軸擺動(dòng)幅度，從而更好地保證油封壓裝時(shí)與配合件的垂直度?；蛘呖梢栽诙咧g加裝直線軸承以獲得更小的配合間隙和摩擦力，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和節(jié)約成本，本設(shè)計(jì)不考慮增加。受工作條件以及工裝質(zhì)量限制，尺寸L又不宜過(guò)長(zhǎng)。L值的確定是該工裝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。壓裝行程需要考慮油封本身厚度以及油封壓裝前與工件距離，同時(shí)考慮彈簧預(yù)壓縮長(zhǎng)度及最大壓縮量，本設(shè)計(jì)中L=65mm[1]。芯軸與導(dǎo)向套間隙為（0.05~0.10mm），這個(gè)間隙用手已幾乎感覺(jué)不到晃動(dòng)。在出工程圖時(shí)，為保證整個(gè)油封壓裝垂直度和與配合件的同軸度，需要控制芯軸安裝油封的外圓與芯軸外圓同軸度、油封接觸端面與芯軸外圓的垂直度，以及定位套的軸孔與定位面的同軸度垂直度。

對(duì)于油封刃口部分，為了避免其在壓裝過(guò)程產(chǎn)生不必要的劃傷、損壞，油封壓裝是帶著刃口保護(hù)套進(jìn)行的。這樣在工裝設(shè)計(jì)中就不必過(guò)多考慮刃口劃傷問(wèn)題，只要保證保護(hù)套套在工裝上不會(huì)掉下即可滿足要求。

另外，本設(shè)計(jì)出于減輕工裝質(zhì)量的考慮，設(shè)計(jì)了多處減重結(jié)構(gòu)。如圖1所示，芯軸設(shè)計(jì)減重孔。同時(shí)導(dǎo)向定位套設(shè)計(jì)了4個(gè)對(duì)稱的減重孔，使用Pro/ENGINEERWildfire5.0繪制的模型圖如圖2所示[2]。

2 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司總成裝配車間幾個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐，證明該工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，配合氣動(dòng)壓力機(jī)或小型液壓壓力機(jī)進(jìn)行油封裝配垂直精度較高，能夠保證油封壓裝后的密封性能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變速器總成裝配質(zhì)量記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)6個(gè)月總成密封性試驗(yàn)結(jié)果表明，使用原老式分體工裝平均故障率19.7‰，使用本案所述新型結(jié)構(gòu)的油封裝配工裝后3個(gè)月故障率降為4.3‰。一體化的設(shè)計(jì)使得使用者更便于操作，同時(shí)輕量化的設(shè)計(jì)可以大大降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖2 工裝三維模型

[1]《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè)：設(shè)計(jì)篇[M].北京：人民交通出版社，2001：555-556.

[2]周四新，青芳.Pro/ENGINEERWildfire高級(jí)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

（編輯：苗運(yùn)平）

Design and App lication of Oil Seal Tooling

LIU Fujun

（Assembling Department of China National Heavy Duty Truck Group Datong Gear Co., Ltd.,Datong Shanxi037006）

The oil seal is an important partof car powertrain.This paper presents an example of oil seal tooling design with low quality and cost.The design is applicable and the cost is low.At the same time it can well ensure the perpendicularity between oil sealand assembly parts.

oil seal,transmission assembly,tooling design

U472.41

A

1672-1152（2017）02-0071-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.27

2016-12-19

劉福軍（1983—），男，山西懷仁人，本科，2008年畢業(yè)于燕山大學(xué)，現(xiàn)就職于中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司總成裝配部，從事裝配工藝設(shè)計(jì)，工程師。