變速器裝配線上軸承壓裝問題分析

楊景璐 陳源

摘 要：在研究汽車變速器裝配過程中的質量控制時，要了解其變速器裝配生產線上質量控制的重要控制變量及其過程，并分析其軸承壓裝的過程和控制變量的特性，在了解其應用的原理后進行應用分析。對于汽車變速器裝配生產線上的軸承壓裝問題進行研究，提高其變速器的裝配質量。

關鍵詞：變速器；裝配線；軸承壓裝；分析

在我國汽車生產的市場中，生產變速器的企業眾多，而且其上生產線都配有進行汽車變速器性能的試驗臺，變速器一旦裝配完成就要送到其試驗臺內，及時進行性能指標的合格測試，通過測試就會直接出廠，如果不合格就要返修。汽車變速器類似這樣的性能測試是必須要進行的，但其生產企業大多只是單純的依靠這樣的性能測試來檢查汽車變速器的出廠質量，在生產裝配環節不會進行檢查著手，因此，在裝配線上對其軸承壓裝問題進行分析，可以有效的提高其裝配質量，實現變速器的質量控制。

一、變速器裝配線上軸承壓裝

（一）變速器及其軸承壓裝

作為汽車傳動系統中非常重要的組成部分，變速器的齒輪是其內部的最主要的一個元件，因此對其裝配的精度就直接影響著變速器的性能和壽命。在壓裝機上主要完成的是齒輪和主軸的裝配，在壓裝機的設計制造就要尤其注重其精度。對于壓裝裝配的研究，國內學者主要的研究是單一壓裝機機身的有限元和關鍵零件的壓裝質量控制和工藝研究等問題。而因為壓裝機是一種非標設備，所以不同的壓裝對象就有不同的壓裝機的設計參數[ 1 ]，并沒有一定的設計規范。關于壓裝機的系統理論研究不多，也缺乏足夠的理論支持。

（二）變速器軸承壓裝系統結構及原理

1.壓裝系統的組成部分

壓裝系統的主要組成部分就是機械系統和液壓系統。機械系統中主要有線體、頂板、彎板、升降小車、夾緊裝置、頂升油缸、壓裝油缸。而液壓系統的主要組成是頂升油缸回路和推進油缸回路。

2.壓裝系統的工作原理

軸承壓裝有這樣的工作原理：運用軌道小車，完成變速器箱體到壓裝機工作位置的轉移，再用頂升油缸進行舉升，結合定位裝置，保證軸承孔軸線、壓裝油缸軸線位置平行且固定。此時就要放齒輪軸或合件到箱體內，推進油缸開始啟動，頂起齒輪軸并定位，這時就可以等待壓裝。壓裝油缸運用自身的壓力把軸承壓到齒輪軸和軸承座孔中。在壓裝結束后，壓裝缸就會被活塞推回原位，這時裝配線上的軸承壓裝的過程就結束了[ 2 ]。

二、變速器關鍵軸承壓裝分析

（一）變速器裝配的關鍵過程

變速器的生產線都是要經過三十幾道生產工序結合完成的，如果要實施SPC，就要先對關鍵的生產工序和重要的控制變量進行識別。在變速器的裝配過程中，螺栓是否擰緊和選擇墊片的厚度等工序都是軸承壓裝中的關鍵環節。作為變速器的一個重要零部件，要實現齒輪的嚴格定位和旋轉的要求，就需要高速滾動軸承，而軸和軸承的座孔就要過盈配合。如果發現軸承的過盈量不足，軸承就有蠕變甚至失效的可能性，而如果軸承的過盈量過大時，此時運用液力壓裝機的冷壓裝時就會劃傷工件。因此，要想提高變速器生產線上的裝配質量，九要嚴格把關，監督其關鍵軸承的裝配，實行在線監控。變速器軸承的裝配過程是其生產線上的一個非常重要的工序。這一裝配主要是壓裝前殼體、后殼體軸承和差速器軸承等。在實施SPC控制圖時，可以把軸承的壓裝力、螺栓的擰緊力和墊片的厚度作為幾個控制變量。而在進行計算機監控時，通過進行設備數據的采集，運用PLC來實現對各個設備的控制（PLC可以根據壓力傳感器和位移傳感器獲取不同的變量值）[ 3 ]。在統計過程中要嚴格實施對控制變量的控制，因為這是變量應用控制圖使用的基礎條件。因此，要分析控制變量，并結合具體分析建立數學模型，研究其中的規律變化，為下一步實施控制圖奠定基礎。

（二）軸承的最大壓裝力分析

軸承裝配方法一般是冷壓法、溫差法、溫差和壓裝結合法。常見的冷壓法是用手錘來配合套筒進行敲擊，還有液力壓裝機、螺旋加壓法和伺服壓裝機。在變速器裝配線上進行重要軸承的壓裝時，需要的壓裝力很大，裝配的實際要求比較高，這些都需要保證軸承壓裝的質量，使用的都是進行專門設計的液力壓裝機。液力壓裝機可以實現位移壓力數據的采集，并對壓裝過程中的一次位移的壓力曲線和時間壓力曲線進行顯示。通過材料力學的相關理論和彈性力學的知識理論，在分析了簡化模型后，就將軸承壓裝力和過盈量之間的關系計算出來了。而軸頸和軸承內圈猶豫過盈配合而產生的軸向摩擦力，就可以使用材料力學的厚壁圓筒進行處理。

軸承的壓裝力的大小與很多因素有關，比如軸頸有效過盈量、軸承、配合尺寸和配合表面的摩擦系數等等因素，對于零件的裝配和軸徑的加工可以用它來進行指導，以此來提高變速器總裝的質量和效率。因為更換油缸或者提高油壓都會產生類似增加設備的成本等其他不的影響，很少會考慮其極限點的情況，極限值的差異小，但可以改善其潤滑條件來減少摩擦系數[ 4 ]。因此在實際的生產中，不僅要對其配件質量進行合理控制，改進其箱體的裝夾，還要實施軸承孔的潤滑措施，保證其良好的運行效果。

三、結語

變速器裝配生產線上的一道重要的工序就是進行變速器的軸承壓裝。在分析了變速器關鍵的軸承壓裝過程，對其最大的壓裝力和過盈量間的關系進行了進一步的了解。而在壓裝過程中，隨著壓入量的增大其壓裝力也會隨之增大，結合其具體的工藝規格對其壓裝力的大小進行分析，確定其具體的壓裝力規格，并分析了作為一個SPC控制變量的軸承壓裝力實行的可行性。在變速器裝配線上要開發并實施SPC的監控系統，結合現場的運作和裝配工藝進行分析，并對系統中出現的異常和問題進行分析總結，盡可能快的解決實際過程中出現的問題，提高裝配線的生產質量。

參考文獻：

[1] 陸成剛，陳書宏，陳平.汽車變速器關鍵軸承壓裝質量控制研究[J].機械設計與制造，2011，04：101-103.

[2] 陳甦欣，李世樂，劉健，李旭.DCT差速器軸承外圈的壓裝分析[J].組合機床與自動化加工技術，2013，12：115-118.

[3] 王慶辛，劉振，李曉龍，夏超.前輪轂軸承壓裝力分析與計算[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2016，02：247.

[4] 劉松凱，尹健，白洪飛.汽車變速器齒輪壓裝機機身優化設計[J].制造業自動化，2016，03：71-73.