摘 要：本文主要從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵水封裝配夾具設(shè)計(jì)，水封裝配工藝這兩個(gè)方面，分析夾具設(shè)計(jì)、裝配工藝過程中注意要點(diǎn)，找到滿足水封壽命的工藝方法。

關(guān)鍵詞：汽車水泵；水封；裝配工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.003

0 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的主要組成部分，其作用是強(qiáng)制性使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的冷卻液在冷卻系統(tǒng)中作循環(huán)流動(dòng)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中高溫對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，水封是水泵工作的核心，水封本身的運(yùn)動(dòng)很簡(jiǎn)單，只是和軸一起旋轉(zhuǎn)。水封和泵體、軸承是過硬配合的機(jī)械密封，這種密封是靜環(huán)和動(dòng)環(huán)垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成的密封裝置。水泵中冷卻液的運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的，不同種類水封，使用不同種類冷卻液，如果水封裝配有問題，發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液就會(huì)出現(xiàn)滲漏，那么水泵軸承的潤(rùn)滑就將被沖掉，整個(gè)水泵功能就會(huì)失效。

1 水封分類

水封以主要分2類：分體式（旋轉(zhuǎn)環(huán)部件與靜止環(huán)部件分別安裝在水泵上如圖1）、一體式（旋轉(zhuǎn)環(huán)部件與靜止環(huán)部件先安裝在一起，再安裝在水泵上圖 2、圖3），分體式水封主要用在較大水泵上，現(xiàn)在常用是一體式水封。

2 水封裝配工藝重要性

水封裝配工藝是影響水封壽命一個(gè)重要因素，也是影響一個(gè)水泵性能主要因素，水封在裝配過程中，必須保證水封中心與軸承配合中心同軸，如果水封壓裝傾斜會(huì)導(dǎo)致配合不勻，水封動(dòng)環(huán)、靜環(huán)貼合不實(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，防凍液中細(xì)小顆?？赡苓M(jìn)入貼合面，天長(zhǎng)日久堆積顆粒物增多就會(huì)打開動(dòng)環(huán)、靜環(huán)，造成水封壽命縮短；如果水封壓裝傾斜水封壓入力不穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間工作后水封竄動(dòng)，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)分離，水封漏水。

水封內(nèi)孔與軸承小端過硬配合，外孔與泵體過硬配合，使用液壓機(jī)或者氣壓機(jī)裝配，為了控制壓裝力，設(shè)備上都配有壓力檢測(cè)儀器，如果水封壓裝力超過設(shè)定范圍值就會(huì)報(bào)警，提示壓裝力異常，壓裝力小，過硬量小，水封運(yùn)轉(zhuǎn)容易脫出，壓裝力大，壓裝不到位，尺寸不合格，可能是壓裝過程中泵體傾斜，產(chǎn)品沒有放好，水封壓裝過程是一個(gè)復(fù)雜過程，壓裝力偏差不容易發(fā)現(xiàn)；在實(shí)際生產(chǎn)中水封壓裝分兩部分，首先水封與軸配合，壓到一定位置，接著是水封與泵體配合，最后合在一起完成整個(gè)壓裝（如圖7）。

3 水封裝配夾具設(shè)計(jì)（圖7）

水封依據(jù)結(jié)構(gòu)不同，裝配方法有很大差別，水封裝配有兩種方法，一種是水封在上裝配，一種是水封在下裝配，今天我們主要介紹水封在下裝配這種（如圖7），這種壓法水封下壓頭不動(dòng)，產(chǎn)品放在夾具體上，上壓頭推動(dòng)產(chǎn)品連著夾具體一起壓裝，下面以一款水泵實(shí)際生產(chǎn)為例，分析一體式水封裝配夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（a）分析水封圖紙，根據(jù)水封種類選擇則裝配設(shè)備，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選擇夾具方案。

（b）水封定位座設(shè)計(jì)關(guān)系到水封壓裝尺寸合格主要原因，如圖4水封圖紙?15.82mm±0.025尺寸與圖6水封定位桿設(shè)計(jì)間隙配合0.02mm—0.03mm，設(shè)計(jì)間隙大，裝配可能配合不均；水封圖紙10.8mm—11mm是關(guān)鍵尺寸，這個(gè)尺寸是水封最佳工作高度，對(duì)水封壽命有很大影響，因此如圖5水封定位座設(shè)計(jì)在理論值中差10.9mm，后期可根據(jù)裝配情況看水封彈簧回彈力大小，在做相對(duì)調(diào)整；圖4中?23mm±0.1尺寸在設(shè)計(jì)水封定位座時(shí)一定要注意，如果設(shè)計(jì)大，水封蓄水罩干涉容易壓壞水封，圖5設(shè)計(jì)?22mm±0.1，水封定位座與設(shè)備配合0.01mm—0.02mm，與水封底座設(shè)備配合尺寸水封定位尺寸同軸?0.01mm。

（c）水封定位桿圖6設(shè)計(jì)應(yīng)分成兩段，上部分與水封內(nèi)孔配合，下部分與水封定位座配合間隙在0.02mm—0.03mm；水封定位座材料選用GCr15，熱處理：56-62HRC，長(zhǎng)時(shí)間上下滑動(dòng)防止磨損。

（d）上壓頭（圖7）設(shè)計(jì)與設(shè)備配合間隙0.01mm—0.02mm，上壓頭設(shè)備配合尺寸與軸承定位尺寸同軸?0.01mm，與軸承配合倒角5x15°，空口R1圓弧。

4 水封裝配工藝（圖7）

（a）該水泵大面較大，水封采用在下裝配方法，泵體大面接觸，容易放平，減少泵體傾斜，夾具安裝在浮動(dòng)板上相對(duì)主軸垂直度0.02mm；

（b）上壓頭安裝與主軸配合間隙0.01mm—0.02mm，同軸0.01mm，下壓頭安裝與底座配合間隙0.01mm—0.02mm，與上頭同軸0.015mm，裝配時(shí)上壓頭內(nèi)孔與軸承大端配合間隙0.01mm—0.02mm，自動(dòng)找正上壓頭與產(chǎn)品、水封下壓頭同軸；

（c）在裝配前泵體高壓沖洗、泵體沖洗，烘干，通過清洗、烘干去除泵體細(xì)微鐵屑，防銹油等其它雜質(zhì)影響水封裝配；

（d）裝配壓裝力在軸承大端，壓裝過程上壓頭與泵體上端面嚴(yán)禁接觸，保持1mm—3mm間隙，防止壓裝泵體受力，如夾具制作誤差，必須返修，避免軸承滾動(dòng)體損傷。

如圖7所示：1、上壓頭；2、菱形銷，3、手柄；4、襯套1；5、圓柱銷；6、襯套2；7、水封定位桿；8、水封定位座；9、彈簧；10、螺塞；11、軸承；12、泵體；13、夾具體；（7、8、9、10合一起叫水封下壓頭）

水封裝配主要是保證裝配過程同軸，通過上述只有設(shè)計(jì)合格夾具才能滿足裝配過程，合適裝配工藝才能裝配合格產(chǎn)品。

5 結(jié)語

現(xiàn)在汽車已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，汽車安全穩(wěn)定行駛，水泵起著非常重要作用，他隨時(shí)為汽車保駕護(hù)航，水封作為水泵一個(gè)核心部件和薄弱環(huán)節(jié)，因此提高水封裝配工藝非常重要，水封壽命提高了，水泵壽命也提高，汽車壽命相對(duì)也提高。

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作者簡(jiǎn)介：靳三甲（1984-），男，河南西峽人，大專，助理工程師。endprint