黨龍，成振忠，王蘭，齊淼，徐會娟，申良奇

（陜西萬方汽車零部件有限公司，陜西 西安 710200）

前言

隨著社會經濟的快速發(fā)展，中型卡車在日常生活中的應用日益普遍，除了最基本的安全性能要求之外，為了便于發(fā)動機維修和保養(yǎng)，駕駛室前懸置系統(tǒng)增加駕駛室前翻功能成了一個最基本的要求，同時，客戶對于產品舒適性的要求也在不斷地提升。

懸置系統(tǒng)為了實現支撐駕駛室、實現駕駛室翻轉、提高駕駛室舒適性等幾點功能，翻轉軸總成會與前懸下支座之間產生不同程度和頻率的旋轉運動，并伴隨著一定程度的沖擊力，當下主流的金屬基翻轉軸承、套筒總伴隨著潤滑程度不足、價格昂貴、后期維護要求高等問題。

工程塑料軸承是基于工程塑料改性技術，通過在高性能工程塑料中添加高強度纖維和固態(tài)潤滑劑，注塑而成的具有自潤滑特性的軸承。其中尼龍軸承具有的優(yōu)異自潤滑性和高耐磨性基于工程塑料改性技術，在高性能工程塑料中采用高強度纖維和固態(tài)潤滑劑。其中高性能工程塑料作為基料起到耐磨作用；高強度纖維提高了軸承的強度、抗沖擊性能及承受邊緣載荷的能力；固態(tài)潤滑劑，起潤滑作用同時降低了軸承的摩擦系數，提高了軸承的綜合耐磨性能從而延長軸承的使用壽命，具有很好的市場價值。

1 金屬基滑動軸套翻轉結構介紹

圖1

本款懸置采用四點懸浮式結構，所匹配駕駛室為某中型自卸卡車，駕駛室質量640KG，相對傳統(tǒng)中卡固定式懸置來說，舒適性大幅提高。

自卸車運行路況復雜，駕駛室顛簸頻繁。在駕駛室上下跳動時，上托架總成帶動搖臂繞支座中心開始旋轉，翻轉軸（6）會與支座孔（1）產生旋轉運動；在駕駛室翻轉過程中，上托架帶動搖臂隨駕駛室翻轉，翻轉軸同樣會與支座產生旋轉運動，并需要承載一定的力。這就要求支座孔、翻轉套筒、翻轉軸之間的有著很好的潤滑特性和良好的屈服強度。

傳統(tǒng)的金屬基軸承解決方案分為自潤滑、加潤滑裝置兩種方案，如下圖所示：

圖2

圖3

圖2為自潤滑方案中所采用的軸承，均為自潤滑軸承，左側為自潤滑關節(jié)軸承，其內壁擁有自潤滑涂層，具有很好的自潤滑效果；右側為石墨銅套軸承，利用孔隙中的石墨進行自潤滑，自潤滑效果良好。然而這兩種自潤滑軸承成本很高，相對中型卡車市場定位和成本來說并不適用。

圖3為加潤滑裝置方案中所用軸承，左側為滑動關節(jié)軸承；右側為鋼套結構，兩種結構均有潤滑油存儲、滲透孔，相對成本較低，但該結構要求加裝滑脂嘴，并要求定期維護加注潤滑油，為客戶增加維護要求，而且該結構存在密封性問題，會造成后期產品總成油污問題嚴重。

圖4

本次設計考慮到成本因素，采用就是鋼套結構，如圖四所示，鋼套設計中設計了儲油槽、儲油孔。在保證良好的滑動特性的同時，為避免產生振動和異響，需要對支座孔、套筒、翻轉軸的配合公差有嚴格的要求，既要保證之間的間隙配合，又不會因間隙過大而產生異響，在鋼套加工過程中也提出了很高的加工精密度。

然而自卸車在實際工作中，路況復雜惡劣，顧客也因為各種因素，無法按照既定要求加注潤滑脂，隨著潤滑脂干涸，套筒與翻轉軸之間就會變?yōu)楦赡Σ?，并伴隨一定的沖擊力，使得兩者之間間隙隨著變大，造成兩側橡膠墊塊壽命大幅縮短，密封性能下降，隨著雜物的不斷進入，加劇翻轉套筒的破壞，隨后會伴隨異響、潤滑脂流出、駕駛室翻轉抖動嚴重等問題。

為了解決上面的問題，我們采用工程塑料軸承對現有原結構進行了改進。

2 尼龍軸套改進方案介紹

工程塑料軸承是基于工程塑料改性技術，相對于傳統(tǒng)的金屬基軸承來說，其擁有很多的優(yōu)勢，例如自潤滑、免維護、高耐磨性 、耐腐蝕、耐高溫、防水、重量輕、高性價比等。

圖5

在改進方案中（如圖5所示），我們利用工程塑料軸承（7）代替原有鋼套(2)，原有橡膠墊塊改為尼龍墊片（8），取消原有潤滑裝置（滑脂嘴-4），在裝配配合中，軸承與支座孔之間為過盈配合，通過小型液壓機壓裝，軸承與翻轉軸之間為小間隙配合。作為標準件的軸承能保證很好的一致性。工程塑料軸承的內部組分（基料、高強度纖維、固態(tài)潤滑劑）均勻混合在一起，保證了軸承在整個使用過程中摩擦的均勻性、自潤滑性及高耐磨性。

在工程塑料軸承使用選型、設定配合公差時也有一點需要特別注意的部分，工程塑料軸承相對金屬軸承剛度較小，所以在設計配合公差時，需要考慮其變形，在本次設計方案中，軸承未壓裝之前，外徑28（+0.2，+0.4）內徑25（+0.2，0.4），因為軸承外徑與支座孔為過盈配合，過盈量過大，軸承內徑會變小，與翻轉軸成為過盈配合，不滿足要求，過盈量較小，軸承變形小，內徑與翻轉軸間隙過大，會導致承受沖擊大，影響軸承壽命。

經過多次試驗，最終確定當支座孔尺寸為28（0，+0.02），壓裝后，軸承內徑尺寸為25（+0.004，+0.124），與翻轉軸配合滿足要求。

同時，在裝配過程中，需要控制壓裝速度，避免因為沖擊力過大，導致軸承破壞或者形成褶皺，影響軸承壽命。

新方案我們投放小批量樣車進入市場進行驗證，進行一年的實車路試驗證周期，我們在此期間，不斷進行市場情況調研，最終得到主機廠驗證通過通知，進行了全面切換，隨著大批量產品進入市場，得到了更多的市場反饋，新的產品得到了市場的廣泛認可，成為工程塑料軸承在中卡中的一次成功應用范例，為后期探索提供了重要的經驗。

3 結論

工程塑料技術的不斷發(fā)展，通過各種改性技術，其材料性能參數不斷提高，憑借其相對于傳統(tǒng)使用的金屬基滑動軸承擁有更優(yōu)異的自潤滑、耐磨損性能以及惡劣工況下的適應性能，擁有著更為廣泛的市場。工程塑料軸承的使用，解決了我公司中卡前懸現存懸置翻轉軸承磨損，翻轉軸磨損情況，大幅降低產品索賠，提升產品市場形象，并在工程塑料軸承在重卡上的使用提供了一些參考。在后續(xù)工作中，我們會開始嘗試在重卡上的初步應用，對于一切非關鍵承重的旋轉部件，工程塑料軸承同樣擁有廣大的市場前景等待我們發(fā)掘。