周帥，李小龍

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變速箱裝配過程中提升清潔度的新方法

周帥，李小龍

（陜西法士特汽車傳動工程研究院，陜西 西安 710117）

針對變速器在裝配過程中易產(chǎn)生鐵屑、鋁屑等固體雜質(zhì)這一現(xiàn)狀，文章介紹了一種可提升變速箱總成清潔度的設(shè)備即氣力輸送器。從氣力輸送器的類型、特點、工作原理等方面，探討了氣力輸送器在變速器裝配過程中的實際應(yīng)用。通過反復(fù)驗證選取合適管徑的氣力輸送器，搭建變速箱多維度保持清潔及吸附清理體系，從而提升變速箱裝配過程清潔度，延長變速箱使用壽命。

變速器；清潔度；氣力輸送器；工作原理；真空度

引言

變速器中固體雜質(zhì)顆粒的存在會造成齒輪、軸承和油封等零件的磨料磨損，從而導(dǎo)致齒面損傷、軸承壽命縮短、油封密封失效等一系列問題，直接影響變速器的使用壽命[1-2]。因此，清潔度控制提升是汽車變速器裝配制造過程中的重要控制環(huán)節(jié)。本文介紹了氣力輸送器在變速箱裝配過程中吸附、收集固體雜質(zhì)顆粒來提升變速箱清潔度的一種方法。

1 變速箱裝配過程現(xiàn)狀分析

變速箱裝配過程中涉及很多工序如壓裝、對齒等工序，這些工序過程中極易產(chǎn)生鐵屑，鋁屑等固體雜質(zhì)，如下圖1所示。變速箱中部分零件在裝配前進(jìn)行涂抹防銹油工藝處理，而一些零件需在裝配過程中涂抹潤滑脂。當(dāng)裝配過程中產(chǎn)生的鐵屑、鋁屑等固體雜質(zhì)與油脂類物質(zhì)接觸后，附著在零件表面，粘性較大，極難清理。傳統(tǒng)工業(yè)吸塵器因其體積大，現(xiàn)場適應(yīng)性差、吸塵效率低、吸力衰減明顯，噪音巨大，無法長時間高頻次使用等缺點，無法有效吸附變速箱裝配過程產(chǎn)生的鐵屑、鋁屑等固體雜質(zhì)。因此，急需一種新的吸塵設(shè)備收集清理鐵屑、鋁屑等雜質(zhì)，提升變速箱總成的清潔度。

圖1 變速器裝配過程

2 氣力輸送器的選型與分類

氣力輸送器采用壓縮空氣為動力，連接到標(biāo)準(zhǔn)軟管或?qū)Ч芫涂尚纬梢粋€強(qiáng)大的線性輸送帶，類“喉結(jié)”式的緊湊設(shè)計可得到最大輸送能量，氣力輸送器如圖2所示。 根據(jù)運(yùn)輸物料的大小、體積和重量等參數(shù)，可選擇相對應(yīng)口徑及真空度的氣力輸送器。以美國依愛產(chǎn)品為例，表1為依愛氣力輸送器管徑與真空度對應(yīng)表格。普通氣力輸送器的管徑范圍為10mm~127mm，真空度（吸力）為-2.6～-29.9kPa。此外根據(jù)使用場地環(huán)境的不同以及耐腐蝕等級等要求，氣力輸送器可分為不銹鋼或鋁制兩種類型，其中不銹鋼氣力輸送器抗腐蝕性較優(yōu)。

圖2 氣力輸送器示意圖

表1 美國依愛氣力輸送器參數(shù)表

3 氣力輸送器的原理

氣力輸送器工作原理圖如圖3所示。氣力輸送器工作過程為：壓縮空氣首先經(jīng)進(jìn)氣口①進(jìn)入環(huán)形高壓腔②形成增壓氣流，然后通過多個狹窄、細(xì)薄的小孔③在氣力輸送器出口方向形成一股快速的噴射氣流，使得氣力輸送器另一端④產(chǎn)生真空，因此入口處的物料或雜質(zhì)被真空壓力吸附，經(jīng)由氣力輸送器一端高速飛往指定的另一端⑤。

圖3 氣力輸送器工作原理圖

氣力輸送器工作原理可以通過伯努利方程變換成如下計算公式[3-5]：

式中：P1——②處氣體靜壓

P2——③處氣體靜壓

V1——②處氣體流速

V2——③處氣體流速

g ——重力加速度

γ——氣體容重

?h——壓力損失

式中：ξ——阻力系數(shù)

由（1）（2）得：

式中ξ，γ，g在此系統(tǒng)中為常數(shù)，且ξ值比較小，與氣流渦流（因結(jié)構(gòu)形狀所造成）而引起的能量損失有關(guān)。基于以上理論推導(dǎo)，可以看出當(dāng)V2增大時，P2值下降較大，當(dāng)V2足夠大時，P2將低于大氣壓。

4 氣力輸送器的應(yīng)用及特點

4.1 變速箱裝配過程中的應(yīng)用效果

圖4 氣力輸送器輸入氣體壓力與真空度的變化曲線

綜合考慮變速箱裝配過程中雜質(zhì)的粘性、大小、形狀、設(shè)備的真空度、操作工人手持設(shè)備的舒適性、變速箱結(jié)構(gòu)特點以及使用工況，經(jīng)反復(fù)試驗驗證雜質(zhì)吸附效果得出：采用管徑為25mm的氣力輸送器吸附效果較好。圖4為管徑為25mm的氣力輸送器，真空度隨輸入氣體壓力的變化曲線。實際使用過程中輸入氣體壓力一般維持在0.4MPa~0.6MPa范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)真空度與輸入氣體壓力線性較好且隨著輸入氣體壓力的增加，真空度相應(yīng)增強(qiáng)。

為全面提升變速箱裝配過程清潔度，利用氣力輸送器大吸力、體積小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點，從多維度著手搭建裝配全過程吸附提升體系?？蓱?yīng)用多個氣力輸送器分布在不同工位用于狹窄死角、壓裝等易產(chǎn)屑裝配過程的碎屑吸附清理以及工裝的日常清理維護(hù)、工作臺面的清潔度保持等方面。圖5為使用氣力輸送器提升清潔度前后對比圖，由圖可知，變速箱裝配實際使用過程中使用氣力輸送器清潔效果較好。

圖5 使用氣力輸送器清潔前后對比圖

4.2 氣力輸送器的特點

氣力輸送器主要用于對塑料顆粒、碎片、紡織品、食品、藥物、小零件、部件、等顆粒物體進(jìn)行一種快速、低成本且高效的輸送， 作為提升變速箱裝配過程中清潔度的關(guān)鍵設(shè)備，具有以下幾個特點：1.沒有運(yùn)動部件，因此使用更加安全，無需維護(hù)成本；2.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、操作簡單、容易安裝，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；3.壓縮空氣驅(qū)動，不用電，無電氣干擾，低噪音；4.吸附性能穩(wěn)定，使用過程中無衰減；5.提供多種規(guī)格，管道內(nèi)徑可選范圍較大，滿足不同使用要求；6.可與標(biāo)準(zhǔn)軟管連接組成遠(yuǎn)距離輸送系統(tǒng)，將吸附雜質(zhì)集中收集處理。

5 結(jié)語

本文旨在探索在變速箱裝配過程中，利用氣力輸送器的大吸力，體積小，使用過程中真空度線性好等特點，吸附清理碎屑等雜質(zhì)的應(yīng)用。通過反復(fù)驗證選取合適管徑的氣力輸送器，搭建變速箱多維度保持清潔及吸附清理體系，從而提升變速箱裝配過程清潔度，延長變速箱使用壽命。

[1] 吳修義.汽車變速器中固體雜質(zhì)顆粒的指標(biāo)控制[J].重型汽車, 2009,(1):7-8.

[2]劉守江,高占盛.重型汽車變速器總成清潔度雜質(zhì)定量分析方法討論[J].汽車零部件,2016,(2):70-71.

[3] 儲嘉銘,阮正如.關(guān)于多管文丘里濕式脫硫除塵器的研究[J].土木建筑學(xué)術(shù)文庫,2010,(2):444-446.

[4] 童秉綱,孔祥言,等.氣體動力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1990.

[5] 張也影.流體力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1992.

Application of Pneumatic Conveyor to Improve Cleanliness in the Process of Gearbox Assembly

Zhou Shuai, Li Xiaolong

( Fast Auto Drive Engineering Research Institute, Shaanxi Xi'an 710117 )

For the current situation that solid impurities such as iron, aluminum, etc. are easily produced in the process of gearbox assembly.The article introduces a kind of equipment,which can improve the cleanliness of gearbox assembly, namely pneumatic conveyor. It's discussed that the actual application of pneumatic conveyor in gearbox assembly from the aspects of the type, characteristic and working principle of pneumatic conveyor. The appropriate pipe diameters of pneumatic conveyor are selected by repeatedly verifying,then the multi-dimensional cleaning maintence and adsorption cleaning system of the gearbox is built to improve the cleanliness of the gearbox assembly process and extend the service life of the gearbox.

Gearbox; Cleanliness; Pneumatic Conveyor; Working principle; Vacuum Degree

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1671-7988(2018)20-220-03

U466

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U466

周帥，（1990-），男，陜西興平人，裝配工藝工程師，主要研究方向為變速器裝配工藝。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.080