陳維余，楊合安

（濰柴（濰坊）中型柴油機(jī)有限公司，山東 濰坊 261109）

發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪導(dǎo)向軸承安裝卡滯問題探討

陳維余，楊合安

（濰柴（濰坊）中型柴油機(jī)有限公司，山東 濰坊 261109）

車用柴油機(jī)由于連接變速器的需要，在飛輪中心孔處設(shè)計(jì)了導(dǎo)向軸承。它的作用是：支承變速器第一軸的前端，并為其導(dǎo)向，使得發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器接觸平穩(wěn)，輸出動(dòng)力平順。它的安裝狀態(tài)、技術(shù)狀況的好壞，直接影響柴油機(jī)飛輪中心孔、及變速器第一軸的同軸度。會(huì)導(dǎo)致飛輪殼內(nèi)部異響、變速器第一軸常嚙合齒輪嚴(yán)重磨損等故障。安裝過程如果出現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)卡滯的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。對(duì)此，我們從加工制造和裝配等環(huán)節(jié)做了分析探討，會(huì)同設(shè)計(jì)部門共同解決軸承安裝卡滯的問題。

飛輪中心孔；導(dǎo)向軸承；卡滯

1 概述

本文僅探討車用柴油機(jī)飛輪導(dǎo)向軸承安裝過程中，出現(xiàn)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)卡滯的現(xiàn)象及解決方案。

在實(shí)際生產(chǎn)中，飛輪導(dǎo)向軸承裝配安排在柴油機(jī)試車下線后進(jìn)行。利用專用工裝完成。結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)卡滯的現(xiàn)象，又需要拆下軸承，修磨飛輪中心孔，再次重新安裝導(dǎo)向軸承。導(dǎo)致作業(yè)效率嚴(yán)重下降，裝配質(zhì)量難以有效控制，裝配一致性難以保證；工人的勞動(dòng)強(qiáng)度數(shù)倍加大。如何解決此問題成當(dāng)務(wù)之急。

2 飛輪中心孔技術(shù)要求和圖紙介紹

圖1 飛輪中心孔圖紙示意

技術(shù)圖紙如圖1所示：

從以上圖紙可以看出：

飛輪中心導(dǎo)向軸承安裝孔直徑Φ52M7，公差（0，-0.03）mm；周圍非均勻分布6個(gè)螺栓孔，沉孔直徑Φ26mm；沉孔直徑Φ17.5mm。

在導(dǎo)向軸承安裝過程中，引起卡滯結(jié)果的因素包括以下幾個(gè)方面：

導(dǎo)向軸承自身加工制造的因素；飛輪中心孔加工制造的因素；螺栓把緊力矩導(dǎo)致材料變形的因素；裝配導(dǎo)向軸承方式方法的因素等等。

下面我們?cè)敿?xì)分析所列的幾方面造成的影響，以期找到導(dǎo)致軸承卡滯最主要的影響因素。

3 導(dǎo)向軸承自身問題檢查

檢查導(dǎo)向軸承加工制造是否存在超出標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。

導(dǎo)向軸承為外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件，型號(hào)規(guī)格為：6205-2RS，相關(guān)尺寸有：

外徑：Φ520-0.011mm；內(nèi)徑：Φ250-0.008mm；寬度：150-0.12mm.

在安裝過程中，造成卡滯起主要作用的是軸承外徑。為此，抽取10件軸承，我們利用精度2.8um的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量外徑。

測(cè)量結(jié)果如表1所示：

從表1，10件軸承外徑測(cè)量結(jié)果來看，最大直徑：51.9987mm，最小直徑：51.9930mm。直徑均在公差范圍內(nèi)，但大致分布在公差帶的上半部分。

4 飛輪加工制造及裝配問題的影響：

（1）飛輪中心孔在飛輪安裝前后內(nèi)徑變化的考察：

飛輪有專門的制造單位依照技術(shù)要求加工，作為外協(xié)件采購(gòu)進(jìn)廠。

為了考察飛輪中心孔的加工精度，在柴油機(jī)總裝待上線工位，隨機(jī)抽取10件飛輪并標(biāo)記，利用內(nèi)徑千分表測(cè)量其中心孔直徑。

在柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)束，二次把緊飛輪待安裝軸承工位，對(duì)這10件飛輪進(jìn)行跟蹤測(cè)量。重新利用同一支內(nèi)徑千分表、同一人員測(cè)量所標(biāo)記的飛輪內(nèi)徑。

測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)圖如圖2所示：

圖2 螺栓把緊前后飛輪中心孔徑測(cè)量統(tǒng)計(jì)

從圖2 可以看出，飛輪上線前的中心孔直徑大部分分布在Φ520-0.03的公差下1/3處，這也符合對(duì)孔徑的加工往往偏公差下限的特點(diǎn)。

明顯的，可以看出，螺栓把緊前后，飛輪中心孔直徑縮小。平均縮小值在0.02mm。飛輪中心孔直徑均已經(jīng)超出公差下限。最大的已經(jīng)達(dá)到-0.07mm。

（2）飛輪螺栓把緊力矩對(duì)中心孔直徑影響：

技術(shù)要求飛輪把緊力矩為285-295牛頓米。

參照前面圖1圖紙知道，沉孔深度16mm，螺栓孔深度為21.5mm。

下面計(jì)算螺栓孔壁到中心孔壁的壁厚。

按照黨中央、國(guó)務(wù)院決策部署，我國(guó)自2019年1月1日起，調(diào)整跨境電商零售進(jìn)口稅收政策，提高享受稅收優(yōu)惠政策的交易限制，并且擴(kuò)大商品清單范圍。稅收政策調(diào)整包括：將年度交易限值由每人每年20000元調(diào)整至26000元，今后隨著居民收入的提高，相機(jī)調(diào)增；將單次交易限值由每人每次2000元調(diào)整至5000元，并明確已經(jīng)購(gòu)買的跨境電商零售進(jìn)口商品不得進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)再次銷售。

沉孔部分的壁厚：b1=82/2-26/2-52/2=2mm

螺栓孔部分的壁厚：b2=82/2-17.5/2-52/2=6.25mm

飛輪把緊力矩產(chǎn)生的壓緊力：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 M=K×P×d×10 計(jì)算壓緊力。

表1 軸承外徑測(cè)量結(jié)果

其中M：力矩；P：壓緊力；K：擰緊力系數(shù)；d：螺栓直徑。則有：M=290Nm；螺栓為M16-6H，所以d=16mm；一般加工表面K取0.2。所以P=M/2/d=290/2/0.016=9062N。

把緊螺栓依約9KN的壓力施加作用，勢(shì)必引起金屬材料的受壓彈性變形。

彈性變形量的計(jì)算：螺栓孔的受壓變形，可以參考鋼管的受壓變形模式。這樣就有計(jì)算公式：δ=FL/ES。

式中δ：變形量（米）；F：壓力（牛頓）；E：彈性模量，對(duì)于鑄鐵，一般取E=120×109Pa；S：截面積（米2）。

則有：δ=FL/ES=9062×0.0215÷（120×109）÷3.14÷［（0.0262-0.01752）÷22］=0.006（mm）

根據(jù)金屬材料變形前后總體積不變的的原則，螺栓孔周邊材料會(huì)向四周延展。考慮到飛輪中心孔周圍分布的6個(gè)螺栓孔距離中心孔壁厚b1、b2很薄、其他方向材料很厚的情況，材料的延展量集中向中心延展。從實(shí)測(cè)中心孔徑平均變形量0.02mm來看，符合實(shí)際情況。

可以得出以下結(jié)論：飛輪中心孔孔徑在螺栓把緊后，孔徑變小的原因主要來自于螺栓的把緊力矩造成的變形。

（3）螺栓把緊工藝的影響：飛輪中心孔周圍六個(gè)螺栓孔，在導(dǎo)向軸承安裝前，經(jīng)過臺(tái)架試驗(yàn)，存在二次把緊的情況，且是利用定扭扳手逐個(gè)把緊，會(huì)造成飛輪中心孔變形量不均勻。

5 改善的方法

（1）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸承安裝卡滯后，退出軸承，利用鉸刀或者砂輪，對(duì)飛輪中心孔實(shí)施修磨。再次裝入軸承，檢查是否正常。當(dāng)遇到大批量軸承卡滯時(shí)，帶來非常棘手的難題。

這種措施存在以下缺點(diǎn)：修磨量無法準(zhǔn)確控制；退出軸承時(shí)容易造成軸承異常，甚至損壞；人工工作量增加、降低工作效率；軸承裝配一致性變壞。

（2）更改飛輪中心孔加工工藝要求。飛輪中心孔公差要求（0，-0.03）mm，實(shí)質(zhì)是為了確保軸承安裝后，為過盈配合。但是，由于中心孔周圍六個(gè)螺栓孔把緊后，引起變形，導(dǎo)致孔徑減小，造成過度過盈。再加上把緊力矩引起的不均勻變形，導(dǎo)致軸承卡滯。導(dǎo)向軸承有軸承座，不會(huì)導(dǎo)致離合器軸伸縮時(shí)脫出。

經(jīng)過各方對(duì)接驗(yàn)證，在技術(shù)要求上，將導(dǎo)向孔由Φ52M7提高到Φ52H7，也即提高0.03mm，抵消中心孔徑的變形。即保證過盈配合，又可消除安裝過程出現(xiàn)卡滯。杜絕由此帶來的一系列不利影響。

（3）實(shí)際改善和創(chuàng)新效果：經(jīng)過改進(jìn)飛輪中心孔加工工藝后，在半年的時(shí)間周期來看，還沒有出現(xiàn)一例卡滯現(xiàn)象。

6 結(jié)論

通過對(duì)某型車用柴油機(jī)飛輪導(dǎo)向軸承安裝作業(yè)中，出現(xiàn)的軸承安裝卡滯問題的調(diào)研、測(cè)量、分析和探討，有根有據(jù)的提出飛輪加工工藝的修訂，有效的改善裝配作業(yè)的浪費(fèi)，同時(shí)滿足裝配質(zhì)量的要求。徹底消除了卡滯問題，實(shí)施達(dá)到預(yù)期效果。

［1］潘成剛.金屬壓力加工的變形基礎(chǔ)［J］.高等教育，2012（04）.

［2］湯安民，王忠民，李智慧.金屬材料彈塑性加、卸載時(shí)彈性變形大小與分布 ［J］.西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1006-4710.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.016