李開(kāi)元

（山東省青特集團(tuán)有限公司，山東 青島 266109）

懸架是保證重型卡車平穩(wěn)運(yùn)行的重要部分，起著傳遞力和扭矩的作用，一般由彈性元件、導(dǎo)向元件、減震器及橫向穩(wěn)定器等部分組成，如圖1（a）所示。按照彈性元件的不同，國(guó)內(nèi)重卡懸架主要分為板簧懸架、橡膠懸架、空氣懸架等，目前，后兩種懸架是新型懸架的發(fā)展方向。作為重要的承力部件，懸架的裝配控制尤為重要，筆者結(jié)合工作實(shí)際，就某型號(hào)重卡懸架的平衡軸裝配技術(shù)進(jìn)行了深入研究。

圖1 整體式平衡軸懸架

1 懸架組成

圖1（b）所示局部裝配圖是去除板簧組件及推力桿之后的部分，其主要組成零件有大支架、平衡軸、鋼板彈簧座及部分標(biāo)準(zhǔn)件，業(yè)內(nèi)稱為平衡軸總成，本文主要討論平衡軸總成的裝配。

其中，大支架主要用來(lái)將懸架總成連接在車架上，鋼板彈簧座用來(lái)安裝板簧組件，平衡軸主要起到調(diào)整板簧旋轉(zhuǎn)角度的作用，對(duì)于整體式懸架平衡軸，還負(fù)責(zé)把左右支架連接為一個(gè)整體。隔套、大螺母及軸承座圈起到角接觸球軸承定位的作用，O 型圈、油封、螺塞主要用來(lái)密封，以阻止?jié)櫥屯饴瑥椥詧A柱銷用來(lái)給隔套止轉(zhuǎn)。調(diào)整墊片用來(lái)調(diào)整裝配帶來(lái)的累計(jì)誤差。

2 懸架裝配工藝確定

對(duì)于裝配來(lái)講，主要解決裝配的方法、裝配的精度及裝配的效率三方面的問(wèn)題。按照設(shè)計(jì)要求，支架屬于力的傳遞零件，與平衡軸是過(guò)盈配合，宜采用熱裝。

2.1 確定過(guò)盈裝配公差

大支架的設(shè)計(jì)材質(zhì)為QT500-7，該材料主要成分為珠光體灰鑄鐵，其線性熱膨脹系數(shù)為1.1×10-5/K，當(dāng)加熱至300℃時(shí)，其膨脹量可達(dá)0.345mm，即單邊有0.09mm 的間隙，可以實(shí)現(xiàn)壓裝。考慮到支架在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中有熱量損失，可以將加熱溫度提高到300℃。若通過(guò)計(jì)算，支架的加熱溫度達(dá)到400℃，則應(yīng)考慮減小過(guò)盈配合量。同理，對(duì)于角接觸球軸承的內(nèi)外圈安裝，也采用加熱壓裝的方式。大支架與平衡軸過(guò)盈間隙計(jì)算表如表1。

2.2 確定裝配尺寸鏈公差

表1 大支架與平衡軸過(guò)盈間隙計(jì)算表

圖2 懸架裝配中的關(guān)鍵尺寸

對(duì)于懸架總體來(lái)講，有一些關(guān)鍵的裝配尺寸需要保證，如板簧安裝孔間距、支架安裝孔中心距等，如圖2 所示。圖2 所標(biāo)尺寸中有2 個(gè)尺寸鏈，分別是a、b、e（尺寸鏈1）和b、c、d（尺寸鏈2）。對(duì)于尺寸鏈1 來(lái)講，a 是板簧中心距，為封閉尺寸鏈A0，b 是支架安裝孔距，e 是通過(guò)墊片調(diào)整自然達(dá)到的尺寸，為自由公差，查詢GB/T1804-2000 標(biāo)準(zhǔn)可知，基本尺寸在120 ～400mm 的精密級(jí)自由公差為±0.2。通過(guò)計(jì)算可得：a=b+2e=±1.4mm，無(wú)法滿足±1mm 的設(shè)計(jì)要求。同理，對(duì)于尺寸鏈2，c 是一個(gè)過(guò)程保證尺寸，為自由公差，查詢GB/T1804-2000 標(biāo)準(zhǔn)可知，基本尺寸在400 ～1000mm 的精密級(jí)自由公差為±0.3，d為加工保證尺寸。通過(guò)計(jì)算可得b=c+2d=±0.9mm，可以滿足±1mm 要求。

由于尺寸鏈1 和尺寸鏈2 是關(guān)聯(lián)尺寸鏈，經(jīng)過(guò)可以通過(guò)局部尺寸加嚴(yán)，來(lái)保證裝配尺寸。大支架安裝孔距d 是機(jī)加工尺寸，可以通過(guò)模具保證，將其尺寸公差提高至±0.1mm，這樣可以保證大支架的安裝孔距b 的尺寸公差為±0.5mm，從而保證板簧中心距a 發(fā)的尺寸公差在±1mm 設(shè)計(jì)要求內(nèi)。通過(guò)設(shè)計(jì)專用的間距，對(duì)上述相關(guān)尺寸進(jìn)行過(guò)程檢驗(yàn)，確保裝配的質(zhì)量。

2.3 確定裝配工藝

結(jié)合上述分析及已有裝配經(jīng)驗(yàn)，確定了如表2 所示的工藝安裝步驟：

表2 懸架裝配工藝流程

2.4 懸架裝配工藝優(yōu)化

經(jīng)市場(chǎng)反饋，按照上述工藝裝配后的平衡軸總成有時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，與油封廠家一起改進(jìn)了油封結(jié)構(gòu)，仍沒(méi)有完全避免。為了同時(shí)承受軸向載荷和徑向載荷，平衡軸總成中采用的是角接觸球軸承。由于加工關(guān)系，角接觸球軸承的配合面具有0.1 ～0.3mm 的配合誤差，在平衡軸裝配中采用各種規(guī)格的調(diào)整墊片來(lái)保證軸承的誤差。但是，由于在實(shí)際裝配中，墊片的規(guī)格從1.0 ～2.4mm 有7 種規(guī)格，對(duì)于流水化作業(yè)的工人來(lái)講，很難在現(xiàn)場(chǎng)確保墊片的挑選完全合適。現(xiàn)場(chǎng)的操作經(jīng)驗(yàn)是如果墊片過(guò)厚，板簧座搖擺時(shí)會(huì)有松動(dòng)，如果墊片偏薄，板簧座就會(huì)很難擺動(dòng)。由于每人的力度都不一定，因此，控制標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)出現(xiàn)差異。

角接觸球軸承內(nèi)外圈接觸初期應(yīng)為線接觸，在外載荷的作用下，內(nèi)外圈接觸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|，如果在裝配時(shí)，由于墊片調(diào)整不合理，造成軸承線接觸位置處在極限偏差位置，當(dāng)軸承進(jìn)入面接觸階段時(shí)，造成的軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)如圖3（a）所示。軸向竄動(dòng)造成的影響是使防塵圈失去防塵功能，徑向跳動(dòng)帶來(lái)的影響是防塵圈與油封骨架發(fā)生干涉的風(fēng)險(xiǎn)增加，一旦產(chǎn)生干涉，就可能造成骨架的塑性變形，從而產(chǎn)生漏油。因此，在平衡軸裝配時(shí)，需要做的是將調(diào)整墊片的調(diào)整間隙加嚴(yán)控制，從而確保防塵圈和油封在設(shè)計(jì)公差范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生相互影響。

圖3 軸承間隙分析及控制

影響調(diào)整墊片尺寸的因素除軸承加工誤差外，還有平衡軸上其他零部件的將誤差，通過(guò)對(duì)上述零件加工誤差的可控性逐一進(jìn)行分析，將調(diào)整墊片的厚度變化范圍從原有的1.4mm 調(diào)整至1mm。為了加強(qiáng)選配精度，在軸承內(nèi)外圈安裝前增加一道軸承間隙的測(cè)量及墊片選擇工序，通過(guò)設(shè)備準(zhǔn)確測(cè)量選配軸承內(nèi)外圈，使軸承的配合間隙得到有效控制，同時(shí)，也免去了現(xiàn)場(chǎng)選配墊片給安裝效率帶來(lái)的影響。在安裝工序增加軸承間隙檢測(cè)環(huán)節(jié)，通過(guò)百分表測(cè)量軸承內(nèi)外圈的端面圓跳動(dòng)，在要求范圍內(nèi)才視為安裝合格，保證了安裝質(zhì)量，如圖3（b）所示。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于懸架等受力較大的汽車組件來(lái)講，任何一項(xiàng)尺寸都需要經(jīng)過(guò)細(xì)致的推敲，否則，在復(fù)雜工況下，其帶來(lái)的影響將會(huì)被放大。本文中所涉及的過(guò)盈裝配量的確定、封閉尺寸鏈的計(jì)算及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)件配合間隙的控制，都是重卡懸架生產(chǎn)中重點(diǎn)關(guān)注的。經(jīng)過(guò)裝配工藝改進(jìn)后的平衡軸總成軸承故障問(wèn)題明顯減少，有效地避免了漏油情況的發(fā)生。