某汽車變速器軸承異響問題分析與處理

韓江，羅陽，孫鑫

（寶雞法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 722409）

前言

汽車變速箱是進(jìn)行動力轉(zhuǎn)換的機(jī)械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般有齒輪、軸、軸承、箱體、撥叉軸類及緊固件等零部件組成，每個零部件的故障都可能引起變速箱整體故障失效。在實(shí)際裝箱實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)變速箱異響的問題，其可能是軸承、殼體、齒輪等等零件的問題，對于剛從變速箱裝配線下線的新變速箱而言，疲勞失效可以忽略，失效的形式主要體現(xiàn)在齒輪、軸承等零部件的制造及裝配誤差上。因此，新變速箱的質(zhì)檢過程主要是檢測制造、裝配等缺陷導(dǎo)致的變速箱異常運(yùn)行狀態(tài)。因此那么，如果新裝變速箱異響該怎么解決呢? 筆者用生產(chǎn)中變速箱異響實(shí)例分析了其表現(xiàn)形式和產(chǎn)生原因，并結(jié)合檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，從而為解決這一問題提供了思路。

1 故障現(xiàn)象

我公司某變速箱在裝配下線進(jìn)行臺架試驗(yàn)的過程中陸續(xù)出現(xiàn)異響現(xiàn)象，表現(xiàn)為變速箱輸出端異響并偶有法蘭盤發(fā)熱現(xiàn)象；對故障箱拆箱時發(fā)現(xiàn)該四點(diǎn)定位軸承保持架已經(jīng)幾乎沒有徑向竄動間隙，輸出軸承蓋內(nèi)有脫落的銅屑，軸承保持架與鋼球均存在磨損的痕跡，保持架兜孔已與滾子嚴(yán)重摩擦產(chǎn)生凹形，如圖1所示。

圖1

2 符合性檢測

表2 零件硬度檢測結(jié)果/HRC

結(jié)合對現(xiàn)場異響箱體的拆解情況分析，經(jīng)過綜合分析，對可能影響的零件進(jìn)行符合性排查，檢測法蘭盤、二軸、后蓋、后軸蓋及殼體后蓋組合件相關(guān)尺寸和軸承常規(guī)尺寸及材質(zhì)硬度未發(fā)現(xiàn)異常，現(xiàn)場拆解發(fā)現(xiàn)故障箱共同現(xiàn)象，裝配后輸出軸承外圈和保持架間隙小，甚至有法蘭盤轉(zhuǎn)動緊的現(xiàn)象，鎖定四點(diǎn)定位軸承是產(chǎn)生問題的關(guān)鍵點(diǎn)；需進(jìn)一步對該軸承進(jìn)行檢測，情況如下：

2.1 軸承尺寸檢測

通過表1顯示，發(fā)現(xiàn)軸承外圈內(nèi)徑尺寸不合格，存在異常。

表1 軸承尺寸檢測/mm

2.2 軸承硬度和組織檢測

檢測故障軸承內(nèi)、外套及鋼球的淬回火組織為3級；軸承硬度和組織符合JB/T1255-2014《滾動軸承 高碳鉻軸承鋼零件熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定1-4級要求[1]。

3 故障機(jī)理分析

由于軸承外圈內(nèi)徑尺寸小，使軸承的引導(dǎo)間隙進(jìn)一步減小，如圖2所示，從而影響了保持架的正?；剞D(zhuǎn)，與拆箱時發(fā)現(xiàn)該套軸承保持架已經(jīng)幾乎沒有徑向竄動間隙的現(xiàn)象吻合。因該類型軸承是鋼球引導(dǎo)保持架運(yùn)轉(zhuǎn)，由于引導(dǎo)間隙變小，導(dǎo)致保持架阻礙了鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)，因而兩個零部件發(fā)生明顯摩擦，同時引導(dǎo)間隙變小，軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時潤滑油不能通過引導(dǎo)間隙處進(jìn)入，也會加劇保持架與滾動體的摩擦。綜合上述問題分析，我們認(rèn)為由于軸承外圈內(nèi)徑尺寸超下差引起軸承引導(dǎo)間隙小導(dǎo)致軸承磨損產(chǎn)生異響。為了進(jìn)一步確認(rèn)異響的原因，我們將四臺變速箱僅僅更換符合要求的軸承進(jìn)行驗(yàn)證，故障消除。驗(yàn)證所得結(jié)果與分析的結(jié)論一致，可以確定軸承外圈內(nèi)徑尺寸導(dǎo)致異響。

圖2

4 確定根本原因

為確定軸承外圈內(nèi)徑尺寸小的造成原因，我們通過腦力激蕩找出這些因素，并將它們與特性值一起，按相互關(guān)聯(lián)性整理而成的層次分明、條理清楚。首先分析造成四點(diǎn)定位軸承外圈內(nèi)徑超差問題的各方面以上，接下來是要排除這里面不是導(dǎo)致這次異響的原因。通過圖3 實(shí)施驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)圈內(nèi)徑主動測量儀表曾維修未校準(zhǔn)是要因。

圖3

5 結(jié)束語

影響變速箱異響的因素較多，要杜絕問題的重復(fù)發(fā)生，就需要透徹分析故障產(chǎn)生的根本原因，并采取措施。針對本文所述問題對軸承異響質(zhì)量問題進(jìn)行整改并制定整改措施，完善主動測量儀表鑒定周期，定期對設(shè)備進(jìn)行鑒定，明確設(shè)備出現(xiàn)故障時應(yīng)對加工產(chǎn)品進(jìn)行追溯，防止由此造成的不合格產(chǎn)品流出；同時對操作者進(jìn)行培訓(xùn)，促使人人重視對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。為了驗(yàn)證改進(jìn)措施有效性，對該軸承進(jìn)行多批次裝箱現(xiàn)場持續(xù)跟蹤驗(yàn)證，各項指標(biāo)達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計要求，軸承異響的情況消除，這說明解決問題的措施是積極有效的。