楊遠(yuǎn)淵，唐慶偉，郭志強(qiáng)，郭磊，吳耀斌

（奇瑞汽車河南有限公司，河南 開(kāi)封 475000）

某輕卡盤(pán)式制動(dòng)器軸承油封滲油問(wèn)題研究

楊遠(yuǎn)淵，唐慶偉，郭志強(qiáng)，郭磊，吳耀斌

（奇瑞汽車河南有限公司，河南 開(kāi)封 475000）

文章通過(guò)對(duì)某輕型卡車盤(pán)式制動(dòng)器軸承油封滲油問(wèn)題進(jìn)行分析，解決了該機(jī)的油封滲油故障,并從零件加工和裝配工藝、檢測(cè)方法、使用維護(hù)等方面提出一些改進(jìn)措施和建議，有效的改善了油封滲油問(wèn)題，提高了制動(dòng)器的性能和使用壽命。

盤(pán)式制動(dòng)器；軸承油封；制動(dòng)性能

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.077

CLC NO.: U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-229-03

引言

制動(dòng)器是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，是汽車行駛安全性的重要部件之一。作為一種新型的制動(dòng)部件，盤(pán)式制動(dòng)器與傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器比較，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、制動(dòng)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，并能較好地解決制動(dòng)過(guò)程中粉塵污染、制動(dòng)噪音污染、維修頻繁等鼓式制動(dòng)器無(wú)法解決的問(wèn)題[1]。歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家已把盤(pán)式制動(dòng)器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級(jí)別的轎車、客車、中型、重型汽車上。隨著我國(guó)公路交通條件的改善，以及國(guó)家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，盤(pán)式制動(dòng)器正越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于轎車、客車和輕、重型載貨車上[2]。

本文通過(guò)對(duì)某輕型卡車盤(pán)式制動(dòng)器油封滲油現(xiàn)象進(jìn)行分析，找到了影響油封密封性能的關(guān)鍵因素，并從制動(dòng)器加工和裝配工藝、檢測(cè)方法、使用維護(hù)等方面提出了改進(jìn)措施和建議。解決了制動(dòng)器油封滲油問(wèn)題，提高了制動(dòng)器的性能、延長(zhǎng)了使用壽命、降低使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染。

1、盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)

盤(pán)式制動(dòng)器主要由輪轂蓋、圓錐滾子外軸承、圓錐滾子內(nèi)軸承、油封、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)盤(pán)等部件組成。圖1為某輕型卡車所用液壓盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖。從圖1中可以看出，油封安裝于轉(zhuǎn)向節(jié)與圓錐滾子內(nèi)軸承之間，其密封機(jī)理為當(dāng)油封裝在軸上之后，油封唇緣抱在軸頸上，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在唇緣和軸頸之問(wèn)會(huì)形成彎月形的密封油膜，從而達(dá)到密封的目的。

2、油封滲油的故障分析與結(jié)論

2.1 故障現(xiàn)象

某輕卡在3萬(wàn)公里綜合路試中，行駛到23791km時(shí)，檢測(cè)到前橋盤(pán)式制動(dòng)器內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)處油封滲油現(xiàn)象。實(shí)際檢查結(jié)果表明：制動(dòng)器相關(guān)零部件無(wú)松脫、晃動(dòng)車輪無(wú)軸向間隙感，軸承也未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。路試完成后，拆檢制動(dòng)器發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向節(jié)處、齒圈處的軸承密封圈均存有油漬現(xiàn)象。檢查拆卸出的圓錐滾子內(nèi)軸承表面油膜完整，潤(rùn)滑正常，油封唇口無(wú)可見(jiàn)失效，轉(zhuǎn)向節(jié)表面無(wú)明顯損傷。

2.2 故障原因分析

2.2.1 軸承油封的密封機(jī)理

軸承油封的內(nèi)徑小于軸頸，當(dāng)油封裝在軸上之后，油封唇緣抱在軸頸上，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在唇緣和軸頸之間會(huì)形成彎月形的密封油膜，從而達(dá)到密封的目的。如果軸頸表面過(guò)于粗糙，可能在其穿過(guò)極薄的油膜表面時(shí)造成與密封唇口的干接觸，而產(chǎn)生很大的磨損；若表面過(guò)于光滑則妨礙油膜在軸上濕潤(rùn)和保存[3]。如果轉(zhuǎn)向節(jié)與油封配合回轉(zhuǎn)面的圓柱度和同軸度超出設(shè)計(jì)值，則會(huì)造成其軸線傾斜，使油封的磨損不均勻，油封安裝部位失圓，最終導(dǎo)致油封處滲油脂。因此，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)油封配合回轉(zhuǎn)面要求直徑尺寸的誤差在0～0.3mm之間，回轉(zhuǎn)面圓柱度誤差在0～0.015mm之間，否則就會(huì)發(fā)生泄露。軸頸表面有任何劃痕都會(huì)刮傷油封，從而發(fā)生泄漏。

2.2.2 故障分析過(guò)程與方法

1）通過(guò)檢測(cè)內(nèi)外軸承狀態(tài)，內(nèi)外軸承內(nèi)圈狀態(tài)良好，保持架正常無(wú)任何損壞、變形；滾子表面無(wú)壓痕、剝落、點(diǎn)蝕、撕裂等失效現(xiàn)象。內(nèi)外軸承外圈狀態(tài)良好，滾道表面無(wú)壓痕、剝落、點(diǎn)蝕、撕裂等失效現(xiàn)象。因此，說(shuō)明軸承對(duì)油封失效無(wú)影響。

2）通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)向節(jié)油封配合回轉(zhuǎn)面的尺寸符合設(shè)計(jì)值，因此從數(shù)據(jù)上看，此處尺寸對(duì)此次滲油現(xiàn)象無(wú)影響。

3）通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)向節(jié)油封配合回轉(zhuǎn)面圓柱度為0.008mm，符合設(shè)計(jì)要求。同軸度為0.9mm，與設(shè)計(jì)要求相差較大，測(cè)量結(jié)果如圖2所示。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)油封配合回轉(zhuǎn)面同軸度超差進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)該問(wèn)題的原因是轉(zhuǎn)向節(jié)軸承安裝回轉(zhuǎn)面磨損較大，導(dǎo)致其軸線傾斜。

4）對(duì)輪轂上油封安裝段進(jìn)行三坐標(biāo)檢測(cè)，如圖3所示。由檢測(cè)數(shù)據(jù)，做出輪轂上油封安裝段的周向輪廓分布，如圖4所示，可以看出，其在標(biāo)識(shí)位置的半徑尺寸較小，其反映了輪轂在此周向位置相對(duì)其他部分凸起。

2.2.3 故障分析結(jié)論

通過(guò)3.2.3節(jié)對(duì)影響油封失效的關(guān)鍵零部件進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

1）軸承密封圈唇口磨損不均勻

2）轉(zhuǎn)向節(jié)油封配合回轉(zhuǎn)面直徑超差，最大為70.034mm，最小為70.03mm（要求最大直徑為70.03mm）；轉(zhuǎn)向節(jié)油封配合回轉(zhuǎn)面同軸度超差（0.9mm，要求為0.015mm）

3）輪轂上軸承密封圈安裝回轉(zhuǎn)面失圓（真圓度0.421mm，要求跳動(dòng)不大于0.06mm）

分析結(jié)論表明：軸承密封圈的不均勻磨損是直接導(dǎo)致油脂泄漏的原因。關(guān)于轉(zhuǎn)向節(jié)上油封配合回轉(zhuǎn)面超差（70.034mm）問(wèn)題。由于其實(shí)偏上差，且超差范圍很小，因此認(rèn)為其對(duì)本故障無(wú)貢獻(xiàn)。之所以軸承密封圈唇口會(huì)不均勻，主要是因?yàn)檩嗇炤S承密封圈安裝回轉(zhuǎn)面失圓而導(dǎo)致的，其他故障點(diǎn)只會(huì)導(dǎo)致密封圈唇口過(guò)快磨損，不能導(dǎo)致其失圓。

綜上所述：造成軸承密封圈滲油故障主要原因是輪轂上的軸承密封圈安裝部位失圓，使軸承密封圈的磨損不均勻，最終導(dǎo)致軸承密封圈處滲油脂。

3、制動(dòng)器油封失效的改進(jìn)措施

以上對(duì)制動(dòng)器油封失效原因的分析表明，輪轂軸承密封圈安裝部位失圓是導(dǎo)致油脂泄露的根本原因。為了從根本上解決此問(wèn)題，使制動(dòng)器油封達(dá)到最佳的密封效果，只有提高零部件的精度。在此，本文從零部件加工、檢測(cè)等方面提出了一些措施和建議。

3.1 提高表面質(zhì)量

由于轉(zhuǎn)向節(jié)主軸是在機(jī)床上加工成型的，因此除改進(jìn)加工工藝外，提高機(jī)床的加工精度也是提高表面質(zhì)量的重要措施。

首先，通過(guò)將機(jī)床的主軸軸承由哈爾濱軸承更換為精度更高的NSK軸承，提高主軸精度，從而達(dá)到加工要求，保證同軸度和圓柱度。

其次，改進(jìn)機(jī)床的定位工裝。由于原機(jī)床定位工裝中心定位為圓柱狀定位軸，因定位軸有間隙，裝夾時(shí)易造成偏心，因此嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)向節(jié)表面的同軸度。通過(guò)將其改為漲套加緊定位，可以彌補(bǔ)定位間隙，提高定位精度。

3.2 提高檢測(cè)精度

原檢具采用的是帶表內(nèi)徑千分尺，在測(cè)量中由于手法的不同，表?xiàng)U極易偏斜，易造成測(cè)量誤差；現(xiàn)在采用三爪內(nèi)徑千分尺，三爪定位較兩點(diǎn)定位穩(wěn)定，測(cè)量值更精確。

4、結(jié)論

密封問(wèn)題不但關(guān)系到制動(dòng)器的使用性能和使用壽命，還關(guān)系到環(huán)保問(wèn)題，一直以來(lái)成為各大制動(dòng)器企業(yè)和主機(jī)廠共同關(guān)注的技術(shù)難題。本文通過(guò)對(duì)故障制動(dòng)器進(jìn)行拆解，對(duì)影響油封滲油問(wèn)題的圓錐滾子內(nèi)軸承、圓錐滾子外軸承、轉(zhuǎn)向節(jié)、輪轂、軸承密封圈以及轉(zhuǎn)向節(jié)與油封回轉(zhuǎn)面之間的配合尺寸等關(guān)鍵因素進(jìn)行了逐一分析。最終確定了制動(dòng)器油封滲油故障的真正原因，并通過(guò)有效的改進(jìn)措施來(lái)提高零部件的精度，從根本上消除了油封滲油故障，提高了整機(jī)性能和客戶的滿意度。

[1] 余志生.汽車?yán)碚揫M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[2] 葛振亮,吳永根,袁春靜. 汽車盤(pán)式制動(dòng)器的研究進(jìn)展田[J].公路與汽運(yùn),2006,1.

[3] 阿費(fèi)魯辛科. 橡膠密封[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1983.

加濕量：指在標(biāo)準(zhǔn)工況下，噴到空調(diào)機(jī)箱內(nèi)的水霧在單位時(shí)間內(nèi)（通常指每小時(shí)）被空氣吸收的那部分水量（又稱為有效加濕量）。

噴霧量：是指加濕器在正常工作狀態(tài)下，單位時(shí)間內(nèi)（通常指每小時(shí)）所有噴頭噴出的水霧總和。

加濕系統(tǒng)所需確定噴嘴數(shù)量可按照以下公式計(jì)算：

N：需確定噴嘴數(shù)量（如有小數(shù)應(yīng)近似為整數(shù)）

Q：最大加濕量L/h

LD：?jiǎn)蝹€(gè)噴嘴的最大加濕量（目前國(guó)內(nèi)主流單個(gè)噴嘴的最大加濕量為7kg/h）

fR：安全系數(shù)，一般取系數(shù)為0.8

注：上述噴嘴最大加濕量是理想狀況時(shí)的理論值。實(shí)際使用時(shí)會(huì)有所衰減，衰減的多少與空氣的溫度、濕度、噴嘴的布置方式等有關(guān)。

加濕系統(tǒng)對(duì)水的消耗量決定于噴嘴的總數(shù)量，可以根據(jù)以下公式計(jì)算：

QW：加濕系統(tǒng)對(duì)水的總需求量L/h

N：噴嘴數(shù)量

QWD：?jiǎn)蝹€(gè)噴嘴最大的耗水量L/h

由以上公式（一般汽車涂裝空調(diào)系統(tǒng)的加濕效率為35%-40%）得到NO.9、NO.12空調(diào)系統(tǒng)噴霧量=3832.6/0.4 =9581.5（kg/h）；所需噴嘴數(shù)量為N=3832.6/7×0.8=685個(gè)；供水量QW=7×685=4795L/h。同理可得出NO.10、NO.13空調(diào)系統(tǒng)的噴霧量=2522.5/0.4=6306.3（kg/h）；所需噴嘴數(shù)量為N=2522.5/7×0.8=451個(gè)；供水量QW=7×451=3157L/h。

4、結(jié)束語(yǔ)

霧化噴淋作為一種應(yīng)用廣泛的綠色技術(shù)，給汽車涂裝車間的能源消耗與人員的工作環(huán)境凈化難題都帶來(lái)新的解決方案，并給產(chǎn)品質(zhì)量提高和成本降低帶來(lái)了新的機(jī)遇。

本文通過(guò)對(duì)公司某轎車涂裝空調(diào)系統(tǒng)噴淋段的設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算及設(shè)定，包括噴淋段的加濕量、噴霧量以及噴嘴數(shù)量的計(jì)算等，對(duì)噴淋段的相關(guān)參數(shù)給出一個(gè)相對(duì)完整的分析計(jì)算及闡述。

目前該空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了多年的正常運(yùn)行，基本可滿足生產(chǎn)溫濕度需求及員工操作環(huán)境，為車身的良好表面附著質(zhì)量提供了有效保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 張平,魏云娟.汽車涂裝線空調(diào)機(jī)組噴淋段的設(shè)計(jì)探討[J].暖通空調(diào).2009.10.

[2] 徐昭煒,李強(qiáng),王智超,楊強(qiáng).我國(guó)空調(diào)設(shè)備用加濕器型式統(tǒng)計(jì)及比較[J].建設(shè)科技.2015.15.

[3] 梁坤峰,任峴樂(lè),王振,王全海.全新風(fēng)對(duì)恒溫恒濕空調(diào)能源供應(yīng)的影響分析[J].發(fā)電與空調(diào).2014.01.

Study on the Oil Seal Leakage of a Light Truck Disc Brake

Yang Yuanyuan, Tang Qingwei, Guo Zhiqiang, Guo Lei, Wu Yaobin
（Chery Automobile Henan Co., Ltd., Henan Kaifeng 475000）

In this paper, the problem of a light truck disc brake bearing oil seal leakage is analyzed, and the oil seal leakage fault of the machine is solved. And some improvement steps and advice are put forward by analyzing the aspects of the parts processing and assembly process, detection methods, maintenance and so on. At last, the problem of oil seal leakage is effectively improved. The result shows that brake’s performance and service life are increased.

Disc Brake; Bearing Oil Seal; Braking Ability

U472.4

A

1671-7988(2016)10-229-03

楊遠(yuǎn)淵（1986-），男，河南禹州人，碩士，制動(dòng)系統(tǒng)工程師，就職于奇瑞汽車河南有限公司。