祁麗華

豫北汽車動力轉(zhuǎn)向器有限公司，河南新鄉(xiāng) 453003

汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器輸入端漏油故障分析及改進(jìn)對策

祁麗華

豫北汽車動力轉(zhuǎn)向器有限公司，河南新鄉(xiāng) 453003

轉(zhuǎn)向器輸入端漏油是轉(zhuǎn)向器漏油故障模式中較為常見的一種。本文針對豫北循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的漏油故障進(jìn)行了一系列實驗分析，找出了轉(zhuǎn)向器輸入端漏油的根本原因。通過對輸入端密封、防塵蓋等零件設(shè)計結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，有效地解決了轉(zhuǎn)向器輸入端漏油問題。

汽車轉(zhuǎn)向器；輸入端漏油；故障分析；改進(jìn)對策

1 本文研究的背景和意義

轉(zhuǎn)向器漏油問題是轉(zhuǎn)向器各類故障中較為典型的故障，也一直是世界性的難題。轉(zhuǎn)向器漏油雖然不會影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用性能，也不會涉及到駕駛的舒適性和安全性，但是它會直接影響到使用者的心情，降低產(chǎn)品在客戶心目中認(rèn)知度和對產(chǎn)品質(zhì)量的信任度，同時還會對環(huán)境造成一定的污染。

轉(zhuǎn)向器漏油故障模式主要包括輸入端漏油、輸出端漏油、結(jié)合面漏油等。轉(zhuǎn)向器輸入端漏油是轉(zhuǎn)向器漏油故障里比較典型且較為常見的一種，雖然技術(shù)人員一直在關(guān)注，并通過實驗進(jìn)行各種改進(jìn)以減少問題的發(fā)生，但是想把問題徹底解決確實不容易。

2 輸入端漏油故障的機理分析

本文將以輸入端漏油為例，具體闡述轉(zhuǎn)向器漏油的機理及處理方法。

2.1 漏油故障原因推測

為了解決輸入端漏油問題，本文對豫北公司2010年4月～2010年8月客戶反饋比較集中的ZDZ8轉(zhuǎn)向器49臺漏油故障品進(jìn)行了系統(tǒng)地篩選分析。

首先對漏油問題進(jìn)行潛在失效模式分析，找到可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向器輸入端漏油問題產(chǎn)生的所有潛在因素，見表1。

表1 轉(zhuǎn)向器漏油根本原因分析表

2.2 漏油故障原因?qū)嶒烌炞C

根據(jù)以上各類原因分析，針對每一個問題進(jìn)行實驗驗證，以便確定真正導(dǎo)致此次故障的根本原因。

2.2.1 油封材料實驗驗證

對于第一個問題，油封橡膠材料選用問題，該材料選用HNBR，其物理性能測試報告顯示為格，表明材料問題不是輸入端漏油問題的潛在根本原因。

2.2.2 輸入軸尺寸實驗驗證

對于懷疑輸入軸尺寸不合格問題，用千分尺檢測與油封配合處外圓尺寸，檢測5件故障件（非磨損部位）尺寸分別為 ：1）Φ19.982mm、2）Φ19.984mm、3）Φ19.988mm、 4）Φ19.986mm、5）Φ19.987mm。與標(biāo)準(zhǔn)直徑Φ19.972～Φ19.993mm相比，均在合格范圍內(nèi)，所以，該項也不是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.3 油封配合處粗糙度實驗驗證

在檢測儀上檢測油封配合處外圓粗糙度，檢測5件故障件（非磨損部位）結(jié)果為 1）Ra0.38、2）Ra0.32、3）Ra0.34、4）Ra0.36、5）Ra0.34。與標(biāo)準(zhǔn)Ra0.4相比，均在合格范圍內(nèi)。所以可以確定輸入軸粗糙度不合格問題不是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.4 材料硬度實驗驗證

在硬度機上檢測5件故障件（非磨損部位），結(jié)果為：1）52 HRC、2）54 HRC、3）53 HRC、4）53 HRC、5）54 HRC。 與 標(biāo)準(zhǔn)50HRC～55HRC相比，均在合格范圍內(nèi)，因此排除了輸入軸硬度低的影響。

2.2.5 油封唇口設(shè)計合理性實驗驗證

針對油封唇口設(shè)計不合理這一影響因素。對發(fā)生外泄漏的油封拆分檢查。檢測結(jié)果顯示：皮碗唇口磨損異常、轉(zhuǎn)向軸外圓有溝痕。

根據(jù)油封檢測結(jié)果可以初步判斷，該項問題可能是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.6 油封唇口裝配劃傷實驗驗證

問題分析到這里并沒有真正結(jié)束，為徹底查明原因，又對操作現(xiàn)場進(jìn)行檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)向器總成裝配時，完全按照工藝要求進(jìn)行，即輸入軸花鍵是加戴保護套進(jìn)行裝配的。對100件組件進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有油封唇口劃傷現(xiàn)象。所以，排除了裝配時油封唇口劃傷對輸入軸漏油的影響。

2.2.7 裝配清潔度實驗驗證

通過現(xiàn)場檢查和對100件裝配過程的跟蹤，未發(fā)現(xiàn)裝配過程異常。按照設(shè)計給出的清潔度檢測方法，用精密天平測定轉(zhuǎn)向器內(nèi)部異物質(zhì)量，均在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，見表2。

表2 裝配清潔度檢查表

經(jīng)過現(xiàn)場檢查分析，可以確定裝配未按作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和裝配清潔度差兩項均不是輸入軸漏油的潛在根本原因。

2.2.8 用戶使用后清潔度實驗驗證

對于非常關(guān)注的用戶使用后轉(zhuǎn)向器清潔度差這項原因，用精密天平對轉(zhuǎn)向器編號為08B25077的故障件做清潔度檢查，結(jié)果各項指標(biāo)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。所以，也排除了此項問題的影響。

3 解決輸入端漏油故障的方案及改進(jìn)對策

根據(jù)以上分析，判定第5項原因為根本原因，隨即對其進(jìn)行了加以重點整改，解決方案如表3。

ID 可能原因 操作定義 測量結(jié)果是否根本原因是否需要改進(jìn)X1 油封橡膠材料 對材料進(jìn)行物理性能測試 OK NO NO X2 輸入軸尺寸不合格用千分尺檢測與油封配合處外圓尺寸 OK NO NO X3 輸入軸粗糙度不合格檢測儀上檢測油封配合處外圓粗糙度 OK NO NO X4 輸入軸硬度低 在硬度機上檢測洛氏 OK NO NO X5 油封唇口設(shè)計不合理對發(fā)生外泄漏的油封拆分檢查，看油封是否存在異常 NO YES YES X6裝配工裝無法保證不碰傷油封唇口檢測是否有劃傷油封現(xiàn)象（100臺） OK NO NO X7 裝配未按作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 評審裝配過程 OK NO NO X8 裝配清潔度差 用精密天平測定異物質(zhì)量 OK NO NO

表3 輸入端漏油要因分析表

根據(jù)分析判斷并根據(jù)以往在漏油方面積累的經(jīng)驗，詳細(xì)制定了以下整改措施：

1 ）改進(jìn)防塵蓋結(jié)構(gòu)，提高防泥水腐蝕能力

整改措施分析：由于各車況使用環(huán)境不同，在泥水較多路段行駛時，泥水進(jìn)入油封外部，腐蝕和磨粒磨損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生溝痕，密封失效。

2 ）重新設(shè)計油封，增加防塵唇口，提高防泥水能力

整改措施分析：由于油封安裝配合尺寸限制，目前為單唇口，防塵效果不理想。由單唇口改為雙唇口設(shè)計，加強密封效果。

4 實際效果與結(jié)論

通過整改措施的實施，對改進(jìn)效果進(jìn)行了跟蹤驗證：

1 ）改進(jìn)后的油封和防塵蓋通過泥水試驗及臺架可靠性試驗，效果顯著。樣件通過江鈴公司試裝確認(rèn)，目前已經(jīng)批量切換，用戶反映較好；

2 ）改進(jìn)后的油封和防塵蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)品， 裝配600件發(fā)其他主機廠驗證，效果良好。

3 ）到目前為止，改進(jìn)后的產(chǎn)品未收到客戶輸入端漏油反饋。

通過對此次問題的跟蹤整改，不但解決了此次輸入端漏油的故障，給客戶一個滿意答復(fù)，同時增加了公司在治理漏油故障方面的經(jīng)驗，加強了售后服務(wù)方面能力。

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TU46

A

1674-6708（2012）59-0108-02

祁麗華，工程師，研究方向：汽車轉(zhuǎn)向器性能研究