汽車水泵水封裝配工藝研究

摘 要：本文主要從汽車發(fā)動機冷卻水泵水封裝配夾具設計，水封裝配工藝這兩個方面，分析夾具設計、裝配工藝過程中注意要點，找到滿足水封壽命的工藝方法。

關鍵詞：汽車水泵；水封；裝配工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.003

0 引言

發(fā)動機冷卻水泵是汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的主要組成部分，其作用是強制性使發(fā)動機內的冷卻液在冷卻系統(tǒng)中作循環(huán)流動，降低發(fā)動機工作過程中高溫對發(fā)動機的影響，水封是水泵工作的核心，水封本身的運動很簡單，只是和軸一起旋轉。水封和泵體、軸承是過硬配合的機械密封，這種密封是靜環(huán)和動環(huán)垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對轉動而構成的密封裝置。水泵中冷卻液的運動是很復雜的，不同種類水封，使用不同種類冷卻液，如果水封裝配有問題，發(fā)動機中的冷卻液就會出現(xiàn)滲漏，那么水泵軸承的潤滑就將被沖掉，整個水泵功能就會失效。

1 水封分類

水封以主要分2類：分體式（旋轉環(huán)部件與靜止環(huán)部件分別安裝在水泵上如圖1）、一體式（旋轉環(huán)部件與靜止環(huán)部件先安裝在一起，再安裝在水泵上圖 2、圖3），分體式水封主要用在較大水泵上，現(xiàn)在常用是一體式水封。

2 水封裝配工藝重要性

水封裝配工藝是影響水封壽命一個重要因素，也是影響一個水泵性能主要因素，水封在裝配過程中，必須保證水封中心與軸承配合中心同軸，如果水封壓裝傾斜會導致配合不勻，水封動環(huán)、靜環(huán)貼合不實，長期運轉后，防凍液中細小顆?？赡苓M入貼合面，天長日久堆積顆粒物增多就會打開動環(huán)、靜環(huán)，造成水封壽命縮短；如果水封壓裝傾斜水封壓入力不穩(wěn)定，長時間工作后水封竄動，動環(huán)、靜環(huán)分離，水封漏水。

水封內孔與軸承小端過硬配合，外孔與泵體過硬配合，使用液壓機或者氣壓機裝配，為了控制壓裝力，設備上都配有壓力檢測儀器，如果水封壓裝力超過設定范圍值就會報警，提示壓裝力異常，壓裝力小，過硬量小，水封運轉容易脫出，壓裝力大，壓裝不到位，尺寸不合格，可能是壓裝過程中泵體傾斜，產品沒有放好，水封壓裝過程是一個復雜過程，壓裝力偏差不容易發(fā)現(xiàn)；在實際生產中水封壓裝分兩部分，首先水封與軸配合，壓到一定位置，接著是水封與泵體配合，最后合在一起完成整個壓裝（如圖7）。

3 水封裝配夾具設計（圖7）

水封依據(jù)結構不同，裝配方法有很大差別，水封裝配有兩種方法，一種是水封在上裝配，一種是水封在下裝配，今天我們主要介紹水封在下裝配這種（如圖7），這種壓法水封下壓頭不動，產品放在夾具體上，上壓頭推動產品連著夾具體一起壓裝，下面以一款水泵實際生產為例，分析一體式水封裝配夾具設計要點：

（a）分析水封圖紙，根據(jù)水封種類選擇則裝配設備，根據(jù)產品結構選擇夾具方案。

（b）水封定位座設計關系到水封壓裝尺寸合格主要原因，如圖4水封圖紙?15.82mm±0.025尺寸與圖6水封定位桿設計間隙配合0.02mm—0.03mm，設計間隙大，裝配可能配合不均；水封圖紙10.8mm—11mm是關鍵尺寸，這個尺寸是水封最佳工作高度，對水封壽命有很大影響，因此如圖5水封定位座設計在理論值中差10.9mm，后期可根據(jù)裝配情況看水封彈簧回彈力大小，在做相對調整；圖4中?23mm±0.1尺寸在設計水封定位座時一定要注意，如果設計大，水封蓄水罩干涉容易壓壞水封，圖5設計?22mm±0.1，水封定位座與設備配合0.01mm—0.02mm，與水封底座設備配合尺寸水封定位尺寸同軸?0.01mm。

（c）水封定位桿圖6設計應分成兩段，上部分與水封內孔配合，下部分與水封定位座配合間隙在0.02mm—0.03mm；水封定位座材料選用GCr15，熱處理：56-62HRC，長時間上下滑動防止磨損。

（d）上壓頭（圖7）設計與設備配合間隙0.01mm—0.02mm，上壓頭設備配合尺寸與軸承定位尺寸同軸?0.01mm，與軸承配合倒角5x15°，空口R1圓弧。

4 水封裝配工藝（圖7）

（a）該水泵大面較大，水封采用在下裝配方法，泵體大面接觸，容易放平，減少泵體傾斜，夾具安裝在浮動板上相對主軸垂直度0.02mm；

（b）上壓頭安裝與主軸配合間隙0.01mm—0.02mm，同軸0.01mm，下壓頭安裝與底座配合間隙0.01mm—0.02mm，與上頭同軸0.015mm，裝配時上壓頭內孔與軸承大端配合間隙0.01mm—0.02mm，自動找正上壓頭與產品、水封下壓頭同軸；

（c）在裝配前泵體高壓沖洗、泵體沖洗，烘干，通過清洗、烘干去除泵體細微鐵屑，防銹油等其它雜質影響水封裝配；

（d）裝配壓裝力在軸承大端，壓裝過程上壓頭與泵體上端面嚴禁接觸，保持1mm—3mm間隙，防止壓裝泵體受力，如夾具制作誤差，必須返修，避免軸承滾動體損傷。

如圖7所示：1、上壓頭；2、菱形銷，3、手柄；4、襯套1；5、圓柱銷；6、襯套2；7、水封定位桿；8、水封定位座；9、彈簧；10、螺塞；11、軸承；12、泵體；13、夾具體；（7、8、9、10合一起叫水封下壓頭）

水封裝配主要是保證裝配過程同軸，通過上述只有設計合格夾具才能滿足裝配過程，合適裝配工藝才能裝配合格產品。

5 結語

現(xiàn)在汽車已經(jīng)進入千家萬戶，汽車安全穩(wěn)定行駛，水泵起著非常重要作用，他隨時為汽車保駕護航，水封作為水泵一個核心部件和薄弱環(huán)節(jié)，因此提高水封裝配工藝非常重要，水封壽命提高了，水泵壽命也提高，汽車壽命相對也提高。

參考文獻：

[1]黃云清.公差配合與測量技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001

（03）.

[2]關醒凡.現(xiàn)代泵技術手冊[M].北京：宇航出版社，1995

[3]陳家瑞.汽車構造（上冊）[M].3版.北京：機械工業(yè)出版社，2009

（02）.

作者簡介：靳三甲（1984-），男，河南西峽人，大專，助理工程師。endprint