王海龍，宋建平，張艷娥，劉艷萍

1.山東蓬翔汽車有限公司 山東煙臺(tái) 265699 2.煙臺(tái)科技學(xué)院 山東煙臺(tái) 265699

減殼配合面結(jié)構(gòu)

減殼配合面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 減殼配合面結(jié)構(gòu)

圖1中的A面是減殼和加強(qiáng)圈配合面，加強(qiáng)圈焊接在橋殼上，并加工螺紋孔，減殼通過(guò)螺栓擰緊在加強(qiáng)圈上，配合面會(huì)涂布密封膠。但是使用過(guò)程中反復(fù)的載荷會(huì)導(dǎo)致接觸面來(lái)回滑動(dòng)，如果滑動(dòng)量太大，最終會(huì)使密封膠密封失效，從而發(fā)生漏油故障。

漏油故障如圖2所示。

圖2 減殼配合面漏油

減殼接觸面有限元分析

建立裝配體，去掉內(nèi)部主減總成里的齒輪等部件，只保留減殼、螺栓、加強(qiáng)圈、橋殼、后蓋、軸頭、板簧座、支架和支撐塊。三維模型如圖3所示。

圖3 裝配體三維模型

焊接部位建立綁定約束，接觸部位建立接觸關(guān)系，載荷按額定載荷的2.5倍，模擬沖擊工況。

減殼接觸面的接觸壓力（cpress）分布如圖4所示。

圖4 減殼接觸面的接觸壓力分布

由圖4可以看出，螺紋孔附件接觸壓力大，而中間間隔部位基本沒(méi)有接觸壓力。

接觸面間的滑動(dòng)（Cslip）分布如圖5所示。

圖5 接觸面間的滑動(dòng)分布

由圖5可以看出，兩側(cè)的上部滑動(dòng)量較大。這個(gè)滑動(dòng)量是兩個(gè)方向滑移量的矢量和。

通過(guò)在接觸面間安裝試紙，測(cè)試的壓痕分布如圖6所示。

圖6 試紙的壓痕分布

由圖6可以看出，測(cè)試壓痕與圖4的分析壓力分布規(guī)律基本一致。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)，進(jìn)行對(duì)比分析

1）改變減殼法蘭面厚度和螺栓預(yù)緊力，結(jié)果匯總見(jiàn)表1。

表1 改變減殼法蘭面厚度和螺栓預(yù)緊力對(duì)接觸面間的滑動(dòng)量的影響

由表1可以看出，改變螺栓預(yù)緊力效果要好于改變減殼法蘭面厚度。同樣的螺栓預(yù)緊力，不同壁厚的接觸面滑動(dòng)量基本相當(dāng)，因此加厚法蘭面厚度的方案可以排除。

2）改變橋殼加強(qiáng)圈厚度，用同樣的螺栓預(yù)緊力，結(jié)果匯總見(jiàn)表2。

表2 改變橋殼加強(qiáng)圈厚度對(duì)接觸面間的滑動(dòng)量的影響

從分析結(jié)果看出，加強(qiáng)圈加厚，對(duì)減殼接觸面的滑動(dòng)量影響很大。原因是加強(qiáng)圈和橋殼焊接在一起，而載荷作用于橋殼，由于橋殼和加強(qiáng)圈是主動(dòng)變形，而減殼是被動(dòng)變形，所以加強(qiáng)圈尺寸的影響比減殼尺寸影響大。

3）從圖5可以看出，接觸面上部大概45°位置滑動(dòng)量最大，因此在此處打孔，并插入定位銷，可以達(dá)到阻止滑動(dòng)的目的，分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 定位銷對(duì)接觸面間的滑動(dòng)量的影響

由表3可以看出，加定位銷大大降低了接觸面的相對(duì)滑動(dòng)量。定位銷結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 定位銷結(jié)構(gòu)

結(jié)論

通過(guò)分析對(duì)比，可以看出，加定位銷可以大大降低減殼接觸面的滑動(dòng)量，這個(gè)方案是首先推薦的。在保證安裝尺寸不沖突的情況下，可以適當(dāng)加厚加強(qiáng)圈的厚度，同樣能減少減殼接觸面滑動(dòng)量。因?yàn)閷?shí)際螺栓預(yù)緊力矩都是在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)給定一個(gè)力矩范圍，可以適當(dāng)提高這個(gè)力矩范圍。不推薦增加減殼法蘭面厚度，既增加了質(zhì)量，還對(duì)滑動(dòng)量沒(méi)影響。

這些都是針對(duì)減殼接觸面漏油故障做的分析，實(shí)際還要考慮各種因素，比如強(qiáng)度、安裝、工藝性等，因此綜合考慮后，本文分析結(jié)果可以作為參考。