重型卡車懸架平衡軸裝配工藝研究

李開元

（山東省青特集團有限公司，山東 青島 266109）

懸架是保證重型卡車平穩運行的重要部分，起著傳遞力和扭矩的作用，一般由彈性元件、導向元件、減震器及橫向穩定器等部分組成，如圖1（a）所示。按照彈性元件的不同，國內重卡懸架主要分為板簧懸架、橡膠懸架、空氣懸架等，目前，后兩種懸架是新型懸架的發展方向。作為重要的承力部件，懸架的裝配控制尤為重要，筆者結合工作實際，就某型號重卡懸架的平衡軸裝配技術進行了深入研究。

圖1 整體式平衡軸懸架

1 懸架組成

圖1（b）所示局部裝配圖是去除板簧組件及推力桿之后的部分，其主要組成零件有大支架、平衡軸、鋼板彈簧座及部分標準件，業內稱為平衡軸總成，本文主要討論平衡軸總成的裝配。

其中，大支架主要用來將懸架總成連接在車架上，鋼板彈簧座用來安裝板簧組件，平衡軸主要起到調整板簧旋轉角度的作用，對于整體式懸架平衡軸，還負責把左右支架連接為一個整體。隔套、大螺母及軸承座圈起到角接觸球軸承定位的作用，O 型圈、油封、螺塞主要用來密封，以阻止潤滑油外漏，彈性圓柱銷用來給隔套止轉。調整墊片用來調整裝配帶來的累計誤差。

2 懸架裝配工藝確定

對于裝配來講，主要解決裝配的方法、裝配的精度及裝配的效率三方面的問題。按照設計要求，支架屬于力的傳遞零件，與平衡軸是過盈配合，宜采用熱裝。

2.1 確定過盈裝配公差

大支架的設計材質為QT500-7，該材料主要成分為珠光體灰鑄鐵，其線性熱膨脹系數為1.1×10-5/K，當加熱至300℃時，其膨脹量可達0.345mm，即單邊有0.09mm 的間隙，可以實現壓裝?？紤]到支架在轉運過程中有熱量損失，可以將加熱溫度提高到300℃。若通過計算，支架的加熱溫度達到400℃，則應考慮減小過盈配合量。同理，對于角接觸球軸承的內外圈安裝，也采用加熱壓裝的方式。大支架與平衡軸過盈間隙計算表如表1。

2.2 確定裝配尺寸鏈公差

表1 大支架與平衡軸過盈間隙計算表

圖2 懸架裝配中的關鍵尺寸

對于懸架總體來講，有一些關鍵的裝配尺寸需要保證，如板簧安裝孔間距、支架安裝孔中心距等，如圖2 所示。圖2 所標尺寸中有2 個尺寸鏈，分別是a、b、e（尺寸鏈1）和b、c、d（尺寸鏈2）。對于尺寸鏈1 來講，a 是板簧中心距，為封閉尺寸鏈A0，b 是支架安裝孔距，e 是通過墊片調整自然達到的尺寸，為自由公差，查詢GB/T1804-2000 標準可知，基本尺寸在120 ～400mm 的精密級自由公差為±0.2。通過計算可得：a=b+2e=±1.4mm，無法滿足±1mm 的設計要求。同理，對于尺寸鏈2，c 是一個過程保證尺寸，為自由公差，查詢GB/T1804-2000 標準可知，基本尺寸在400 ～1000mm 的精密級自由公差為±0.3，d為加工保證尺寸。通過計算可得b=c+2d=±0.9mm，可以滿足±1mm 要求。

由于尺寸鏈1 和尺寸鏈2 是關聯尺寸鏈，經過可以通過局部尺寸加嚴，來保證裝配尺寸。大支架安裝孔距d 是機加工尺寸，可以通過模具保證，將其尺寸公差提高至±0.1mm，這樣可以保證大支架的安裝孔距b 的尺寸公差為±0.5mm，從而保證板簧中心距a 發的尺寸公差在±1mm 設計要求內。通過設計專用的間距，對上述相關尺寸進行過程檢驗，確保裝配的質量。

2.3 確定裝配工藝

結合上述分析及已有裝配經驗，確定了如表2 所示的工藝安裝步驟：

表2 懸架裝配工藝流程

2.4 懸架裝配工藝優化

經市場反饋，按照上述工藝裝配后的平衡軸總成有時會出現漏油現象，與油封廠家一起改進了油封結構，仍沒有完全避免。為了同時承受軸向載荷和徑向載荷，平衡軸總成中采用的是角接觸球軸承。由于加工關系，角接觸球軸承的配合面具有0.1 ～0.3mm 的配合誤差，在平衡軸裝配中采用各種規格的調整墊片來保證軸承的誤差。但是，由于在實際裝配中，墊片的規格從1.0 ～2.4mm 有7 種規格，對于流水化作業的工人來講，很難在現場確保墊片的挑選完全合適?，F場的操作經驗是如果墊片過厚，板簧座搖擺時會有松動，如果墊片偏薄，板簧座就會很難擺動。由于每人的力度都不一定，因此，控制標準也會出現差異。

角接觸球軸承內外圈接觸初期應為線接觸，在外載荷的作用下，內外圈接觸逐漸轉變為面接觸，如果在裝配時，由于墊片調整不合理，造成軸承線接觸位置處在極限偏差位置，當軸承進入面接觸階段時，造成的軸向竄動和徑向跳動如圖3（a）所示。軸向竄動造成的影響是使防塵圈失去防塵功能，徑向跳動帶來的影響是防塵圈與油封骨架發生干涉的風險增加，一旦產生干涉，就可能造成骨架的塑性變形，從而產生漏油。因此，在平衡軸裝配時，需要做的是將調整墊片的調整間隙加嚴控制，從而確保防塵圈和油封在設計公差范圍內不會產生相互影響。

圖3 軸承間隙分析及控制

影響調整墊片尺寸的因素除軸承加工誤差外，還有平衡軸上其他零部件的將誤差，通過對上述零件加工誤差的可控性逐一進行分析，將調整墊片的厚度變化范圍從原有的1.4mm 調整至1mm。為了加強選配精度，在軸承內外圈安裝前增加一道軸承間隙的測量及墊片選擇工序，通過設備準確測量選配軸承內外圈，使軸承的配合間隙得到有效控制，同時，也免去了現場選配墊片給安裝效率帶來的影響。在安裝工序增加軸承間隙檢測環節，通過百分表測量軸承內外圈的端面圓跳動，在要求范圍內才視為安裝合格，保證了安裝質量，如圖3（b）所示。

3 結語

對于懸架等受力較大的汽車組件來講，任何一項尺寸都需要經過細致的推敲，否則，在復雜工況下，其帶來的影響將會被放大。本文中所涉及的過盈裝配量的確定、封閉尺寸鏈的計算及關鍵標準件配合間隙的控制，都是重卡懸架生產中重點關注的。經過裝配工藝改進后的平衡軸總成軸承故障問題明顯減少，有效地避免了漏油情況的發生。