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目前，軸承、后擋與軸頸的組裝多采用冷壓裝工藝，壓裝設(shè)備為油壓機(jī)和微機(jī)控制的記錄系統(tǒng)。車(chē)軸磨削加工、后擋車(chē)削加工并磷化后與軸承一起按基軸制進(jìn)行配置，通過(guò)位移-壓力復(fù)合曲線(xiàn)真實(shí)反映出壓裝的質(zhì)量。一般情況下，軸承一次壓裝合格率可達(dá)96.3%以上，少數(shù)軸承一次壓裝不良的原因集中反映在壓裝曲線(xiàn)上，常出現(xiàn)曲線(xiàn)尖峰或滯后、陡噸的情況，特別是在RD2 (A)型車(chē)軸組裝時(shí)，此類(lèi)現(xiàn)象更突出。部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：軸承壓裝要慢速推進(jìn)，壓力應(yīng)平穩(wěn)上升。
下面是本公司根據(jù)對(duì)軸承知識(shí)的了解，分享軸承壓裝曲線(xiàn)不良的原因以及解決措施相關(guān)內(nèi)容。
1、軸承組裝的機(jī)理分析
圖1 軸承壓裝結(jié)構(gòu)示意圖
軸承組裝為過(guò)盈冷壓裝，采用的密封座內(nèi)徑、軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸頸過(guò)盈量在0.05~0.102mm之間，后擋內(nèi)徑與防頸過(guò)盈量在0.018~0.085mm之間。在圖1的組裝過(guò)程中，軸承壓裝機(jī)的頂尖1伸出，使輪對(duì)精確定位，夾緊裝置將輪對(duì)固定。隨后壓裝油缸2推動(dòng)放置在軸承托架上的軸承，當(dāng)壓裝力克服了壓裝配合面上正壓力(壓裝過(guò)程中軸頸、后擋及軸承各部件都會(huì)產(chǎn)生彈性和塑性變形，配合面上便形成了正壓力)產(chǎn)生的摩擦力時(shí)，軸承(前后密封座3、7，兩內(nèi)圈4、6，中隔圈5)和后擋8與車(chē)軸軸頸防頸產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)軸承的組裝，最后打印出反映壓力隨位置變化及保壓時(shí)間情況的位移-壓力曲線(xiàn)。
2、軸承壓裝曲線(xiàn)分析
1）合格曲線(xiàn)
圖2 軸承壓裝曲線(xiàn)
圖2軸承壓裝曲線(xiàn)中縱坐標(biāo)為壓力值(kN)，橫坐標(biāo)為位移量(mm)，并有一反映保壓狀況的時(shí)間軸(s)。自設(shè)備工進(jìn)開(kāi)始，每0.1mm記錄一個(gè)對(duì)應(yīng)的壓力值，將這些點(diǎn)聯(lián)起來(lái)，便形成一條曲線(xiàn)，從而反映軸承在壓入軸頸過(guò)程中的每一位置的壓力變化。從下拐點(diǎn)A到上拐點(diǎn)B間，縱坐標(biāo)是壓力值，而橫坐標(biāo)雖還是位移量，但意義不同了，因?yàn)榇藭r(shí)軸承已經(jīng)緊貼軸頸臺(tái)階，其移動(dòng)量反映的是床身變形。從上拐點(diǎn)B向右至C點(diǎn)，橫坐標(biāo)變?yōu)闀r(shí)間量，縱坐標(biāo)仍為壓力值，它反映了時(shí)間與壓力的關(guān)系(保壓5s)從而完成整個(gè)組裝過(guò)程的曲線(xiàn)記錄。
根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)及壓裝順序可將曲線(xiàn)劃分7個(gè)階段:
t0:油壓機(jī)壓裝油缸2找正，曲線(xiàn)有起伏；
t1: 軸承后密封座7貼近車(chē)軸軸頸，至壓入為止，曲線(xiàn)上升后下降；
t2: 軸承后內(nèi)圈6壓入，曲線(xiàn)均勻上升；
t3: 軸承中隔圈5貼靠車(chē)軸軸頸，間隙配合；
t4: 軸承前內(nèi)圈4壓入，曲線(xiàn)均勻上升；
t5:后擋8壓入車(chē)軸防頸，復(fù)合階段，包含了整個(gè)軸承及后擋的變化，曲線(xiàn)上升即刻進(jìn)入保壓t6階段(AB段反映床身變形)；
t6:保壓5s(BC段）。
2）、不良曲線(xiàn)
在實(shí)際壓裝中軸承內(nèi)外圈均能滿(mǎn)足平穩(wěn)上升的要求，曲線(xiàn)不良多出現(xiàn)在t1、t3、t5 階段。
圖3 t1階段曲線(xiàn)
圖4 t3階段曲線(xiàn)
a、圖3中，軸承后密封座7沿車(chē)軸軸頸引入部進(jìn)入配合狀態(tài)瞬間，有一找正克服很大摩擦力的過(guò)程。由于軸頸引入部及密封座的的過(guò)渡處配合不正，便出現(xiàn)了曲線(xiàn)尖峰的情況。
b、圖4中，軸承后內(nèi)圈6全部壓裝至車(chē)軸軸頸后，受中隔圈5與軸頸引入部找正的影響，曲線(xiàn)出現(xiàn)了尖峰。
圖5 t5階段曲線(xiàn)
c、圖5中，壓裝至復(fù)合階段，由于此前壓裝過(guò)程中軸承各部件已經(jīng)密貼，所以影響因素集中在后擋與車(chē)軸防頸的配合上。受后擋引入部、內(nèi)表面質(zhì)量及車(chē)軸防頸質(zhì)量的影響，曲線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)間歇性的尖峰。這類(lèi)情況在RD2 (A)型車(chē)軸的組裝中，出現(xiàn)較多; B型軸中出現(xiàn)很少，幾乎沒(méi)有。
圖6 t5階段曲線(xiàn)
d、圖6中，雙端壓裝時(shí)，因壓力油的不同步左右曲線(xiàn)會(huì)相互等待，及后擋與車(chē)軸防頸的選配系數(shù)小，形成了曲線(xiàn)無(wú)爬擋過(guò)程。
3、措施及效果
1)對(duì)圖3、4情況，在零件加工時(shí)，要確保軸承密封座3、7及中隔圈5的粗糙度及消除引入部位的尖棱，要在磨削完車(chē)軸后對(duì)軸頸的引入部進(jìn)行圓弧過(guò)渡00號(hào)砂布或油石打光，確保此處的圓滑過(guò)渡。
2)對(duì)圖5情況，分析認(rèn)為與車(chē)軸的加工工藝有一定關(guān)聯(lián)。A型車(chē)軸軸頸、防頸是由兩部機(jī)床加工完成的，受磨床精度差異和工件二次裝夾的影響，很容易使軸頸、防頸相對(duì)于基準(zhǔn)軸的同軸度出現(xiàn)一定偏差。因?yàn)榇藭r(shí)軸頸各部件已經(jīng)貼緊，工進(jìn)以軸頸為基準(zhǔn)依然進(jìn)行，后擋會(huì)先克服自身引入部處的尖棱(曲線(xiàn)上升后下降)，而后壓入帶有過(guò)盈系數(shù)的車(chē)軸防頸(曲線(xiàn)又上升)，受防頸磨削偏差影響，曲線(xiàn)接著會(huì)繼續(xù)上升或先下降后上升或一直微量下降，最終進(jìn)入保壓t。階段的AB段。然而B(niǎo)型車(chē)軸軸頸防頸為加工中心磨削加工，其尺寸精度和定位精度相當(dāng)準(zhǔn)確。因此條件允許車(chē)軸的加工可全部采用B型軸。另外在后擋加工中，要嚴(yán)格控制加工質(zhì)量并消除尖棱，以利于后擋在車(chē)軸防頸上的倒入找正。
圖7 RD2軸
3)對(duì)圖6情況， 要嚴(yán)格按規(guī)定過(guò)盈量進(jìn)行后擋與車(chē)軸防頸的選配。同時(shí)，調(diào)節(jié)兩端液壓油的流量及工進(jìn)時(shí)間，以消除無(wú)爬擋過(guò)程的現(xiàn)象。
針對(duì)上述措施，對(duì)RD: 型輪對(duì)的軸承組裝做了長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤分析，曲線(xiàn)因尖峰或滯后、陡噸情況造成的退卸率顯著降低，軸承壓裝的一次合格率達(dá)到97.91%以上，可見(jiàn)效果非常顯著。
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