陳維余　楊合安
（濰柴(濰坊)中型柴油機有限公司，山東濰坊，261109）

　　摘　要：車用柴油機由于連接變速器的需要，在飛輪中心孔處設(shè)計了導(dǎo)向軸承。它的作用是：支承變速器軸的前端，并為其導(dǎo)向，使得發(fā)動機與離合器接觸平穩(wěn)，輸出動力平順。它的安裝狀態(tài)、技術(shù)狀況的好壞，直接影響柴油機飛輪中心孔、及變速器軸的同軸度。會導(dǎo)致飛輪殼內(nèi)部異響、變速器軸常嚙合齒輪嚴(yán)重磨損等故障。安裝過程如果出現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)動卡滯的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。對此，我們從加工制造和裝配等環(huán)節(jié)做了分析探討，會同設(shè)計部門共同解決軸承安裝卡滯的問題。

　　關(guān)鍵詞：飛輪中心孔；導(dǎo)向軸承；卡滯
　　1　概述
　　本文僅探討車用柴油機飛輪導(dǎo)向軸承安裝過程中，出現(xiàn)軸承運轉(zhuǎn)卡滯的現(xiàn)象及解決方案。
　　在實際生產(chǎn)中，飛輪導(dǎo)向軸承裝配安排在柴油機試車下線后進行。利用專用工裝完成。結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)動卡滯的現(xiàn)象，又需要拆下軸承，修磨飛輪中心孔，再次重新安裝導(dǎo)向軸承。導(dǎo)致作業(yè)效率嚴(yán)重下降，裝配質(zhì)量難以有效控制，裝配一致性難以保證；工人的勞動強度數(shù)倍加大。如何解決此問題成當(dāng)務(wù)之急。

　　2　飛輪中心孔技術(shù)要求和圖紙介紹
　　技術(shù)圖紙如圖1所示：

　　從以上圖紙可以看出：
　　飛輪中心導(dǎo)向軸承安裝孔直徑Φ52M7，公差（0，-0.03）mm；周圍非均勻分布6個螺栓孔，沉孔直徑Φ26mm；沉孔直徑Φ17.5mm。
　　在導(dǎo)向軸承安裝過程中，引起卡滯結(jié)果的因素包括以下幾個方面：
　　導(dǎo)向軸承自身加工制造的因素；飛輪中心孔加工制造的因素；螺栓把緊力矩導(dǎo)致材料變形的因素；裝配導(dǎo)向軸承方式方法的因素等等。
　　下面我們詳細分析所列的幾方面造成的影響，以期找到導(dǎo)致軸承卡滯Z主要的影響因素。
　　3　導(dǎo)向軸承自身問題檢查
　　檢查導(dǎo)向軸承加工制造是否存在超出標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。
　　導(dǎo)向軸承為外購標(biāo)準(zhǔn)件，型號規(guī)格為：6205-2RS，相關(guān)尺寸有：
　　外徑：Φ52⁰-0.011mm；內(nèi)徑：Φ25⁰-0.008mm；寬度：15⁰-0.12mm
　　在安裝過程中，造成卡滯起主要作用的是軸承外徑。為此，抽取10件軸承，我們利用精度2.8um的三坐標(biāo)測量機測量外徑。
　　測量結(jié)果如表1所示：

　　從表1，10件軸承外徑測量結(jié)果來看，Z大直徑：51.9987mm，Z小直徑：51.9930mm。直徑均在公差范圍內(nèi)，但大致分布在公差帶的上半部分。
　　4　飛輪加工制造及裝配問題的影響：
　?。?）飛輪中心孔在飛輪安裝前后內(nèi)徑變化的考察：
　　飛輪有專門的制造單位依照技術(shù)要求加工，作為外協(xié)件采購進廠。
　　為了考察飛輪中心孔的加工精度，在柴油機總裝待上線工位，隨機抽取10件飛輪并標(biāo)記，利用內(nèi)徑千分表測量其中心孔直徑。
　　在柴油機臺架試驗結(jié)束，二次把緊飛輪待安裝軸承工位，對這10件飛輪進行跟蹤測量。重新利用同一支內(nèi)徑千分表、同一人員測量所標(biāo)記的飛輪內(nèi)徑。
　　測量結(jié)果的統(tǒng)計圖如圖2所示：

　　從圖2可以看出，飛輪上線前的中心孔直徑大部分分布在Φ52⁰-0.03的公差下1/3處，這也符合對孔徑的加工往往偏公差下限的特點。
　　明顯的，可以看出，螺栓把緊前后，飛輪中心孔直徑縮小。平均縮小值在0.02mm。飛輪中心孔直徑均已經(jīng)超出公差下限。Z大的已經(jīng)達到-0.07mm。
　?。?）飛輪螺栓把緊力矩對中心孔直徑影響：
　　技術(shù)要求飛輪把緊力矩為285-295牛頓米。
　　參照前面圖1圖紙知道，沉孔深度16mm，螺栓孔深度為21.5mm。
　　下面計算螺栓孔壁到中心孔壁的壁厚。
　　沉孔部分的壁厚：b1=82/2-26/2-52/2=2mm
　　螺栓孔部分的壁厚：b2=82/2-17.5/2-52/2=6.25mm
　　飛輪把緊力矩產(chǎn)生的壓緊力：根據(jù)經(jīng)驗公式M=K×P×d×10計算壓緊力。
　　其中M：力矩；P：壓緊力；K：擰緊力系數(shù)；d：螺栓直徑。則有：
　　M=290Nm；螺栓為M16-6H，所以d=16mm；一般加工表面K取0.2。
　　所以P=M/2/d=290/2/0.016=9062N。
　　把緊螺栓依約9KN的壓力施加作用，勢必引起金屬材料的受壓彈性變形。
　　彈性變形量的計算：螺栓孔的受壓變形，可以參考鋼管的受壓變形模式。這樣就有計算公式：δ=FL/ES。
　　式中δ：變形量（米）；F：壓力（牛頓）；E：彈性模量，對于鑄鐵，一般取E=120×10⁹Pa；S：截面積（米²）。
　　則有：δ=FL/ES=9062×0.0215÷（120×10⁹）÷3.14÷[（0.026²-0.0175²）÷2²]=0.006（mm）
　　根據(jù)金屬材料變形前后總體積不變的的原則，螺栓孔周邊材料會向四周延展?？紤]到飛輪中心孔周圍分布的6個螺栓孔距離中心孔壁厚b1、b2很薄、其他方向材料很厚的情況，材料的延展量集中向中心延展。從實測中心孔徑平均變形量0.02mm來看，符合實際情況。

　　可以得出以下結(jié)論：飛輪中心孔孔徑在螺栓把緊后，孔徑變小的原因主要來自于螺栓的把緊力矩造成的變形。
　?。?）螺栓把緊工藝的影響：飛輪中心孔周圍六個螺栓孔，在導(dǎo)向軸承安裝前，經(jīng)過臺架試驗，存在二次把緊的情況，且是利用定扭扳手逐個把緊，會造成飛輪中心孔變形量不均勻。

　　5　改善的方法
　?。?）現(xiàn)場作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)軸承安裝卡滯后，退出軸承，利用鉸刀或者砂輪，對飛輪中心孔實施修磨。再次裝入軸承，檢查是否正常。當(dāng)遇到大批量軸承卡滯時，帶來非常棘手的難題。

　　這種措施存在以下缺點：修磨量無法準(zhǔn)確控制；退出軸承時容易造成軸承異常，甚至損壞；人工工作量增加、降低工作效率；軸承裝配一致性變壞。
　?。?）更改飛輪中心孔加工工藝要求。飛輪中心孔公差要求（0，-0.03）mm，實質(zhì)是為了確保軸承安裝后，為過盈配合。但是，由于中心孔周圍六個螺栓孔把緊后，引起變形，導(dǎo)致孔徑減小，造成過度過盈。再加上把緊力矩引起的不均勻變形，導(dǎo)致軸承卡滯。導(dǎo)向軸承有軸承座，不會導(dǎo)致離合器軸伸縮時脫出。

　　經(jīng)過各方對接驗證，在技術(shù)要求上，將導(dǎo)向孔由Φ52M7提高到Φ52H7，也即提高0.03mm，抵消中心孔徑的變形。即保證過盈配合，又可消除安裝過程出現(xiàn)卡滯。杜絕由此帶來的一系列不利影響。

　　（3）實際改善和創(chuàng)新效果：經(jīng)過改進飛輪中心孔加工工藝后，在半年的時間周期來看，還沒有出現(xiàn)一例卡滯現(xiàn)象。
　　6　結(jié)論
　　通過對某型車用柴油機飛輪導(dǎo)向軸承安裝作業(yè)中，出現(xiàn)的軸承安裝卡滯問題的調(diào)研、測量、分析和探討，有根有據(jù)的提出飛輪加工工藝的修訂，有效的改善裝配作業(yè)的浪費，同時滿足裝配質(zhì)量的要求。徹底消除了卡滯問題，實施達到預(yù)期效果。

　　參考文獻：
　　[1]潘成剛.金屬壓力加工的變形基礎(chǔ)[J].高等教育，2012（04）.
　　[2]湯安民，王忠民，李智慧.金屬材料彈塑性加、卸載時彈性變形大小與分布[J].西安理工大學(xué)學(xué)報，1006-4710.

來源：《山東工業(yè)技術(shù)》2016年20期