重型汽车变速箱分离轴承提升寿命优化设计.pdf

机械管理开发
总第149期
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Total of 14
2015年第7期
o.72015
设计试验
重型汽车变速箱分离轴承提升寿命优化设计
李广仁
中国重汽集团大同齿轮有限公司,山西大同037305)
摘要:阐述了分离轴承的工作原理,分析了分离轴承的失效原因,针对离合器工作中的主要失效模
式进行了优化设计,使改进后的分高轴承提高了使用寿命,从而提高了整车的使用寿命
关键词:变速箱;分离轴承;优化设计
中图分类号:U463.212文献标识码:A文章编号:1003-773X(2015)07-0029-02
DO1:10.16525/j.cnki.cmn14-1134/th,2015.07.011
引言
1分离轴承工作原理
分离轴承是装在汽车变速箱总成上的零部
离合器分离轴承安装在变速器输入轴轴承盖
件,它与离合器压盘、磨擦片等部分组成离合器的管状部分上,通过回位弹簧使分离轴承的凸肩与
总成,是汽车发动机与传动系统之间的核心部分离叉相连,在自由状态下保持2.5mm左右的
件。它的主要功能是保证汽车能平稳地起步,变隙。在工作状态下分离又沿离合器输出轴轴向移
速换挡时减少变速齿轮之间的冲击并防止传动动,通过分离轴承可以使分离杠杆一边旋转一边沿
系过载。它是一种既能传递动力又能切断动力离合器输出轴轴向移动,在离合器压板、分离杠杆与
的传动机构,离合器分离轴承的特殊结构保证发发动机输出轴同步运转的情况下实现平顺接合、柔
动机与变速箱之间的动力传递与切断,安装位置和分离,分离轴承的作用使工作结合时减少磨损,从
如图1所示。
而延长离合器及整个传动系的使用寿命。
2分离轴承的失效分析
从市场反馈的信息可知,分离轴承的失效模
式主要有分离卡滞、早期磨损、松旷、异响等故障
形态。根据失效模式可知此失效现象发生的原因
有:分离轴承自重大,工作时与输人轴轴承盖套筒
磨擦力大导致分离卡滯;分离轴套接触面强度不
够引起早期磨损;轴承自身游隙设计不合理导致
松旷异响。针对上述失效原因可以进行以下优化
设计来提高分离轴承的使用寿命。
3分离轴承的优化设计
根据上述失效模式的分析重点通过以下几个方
图1分离轴承安装位置图
面的优化设计可以有效提高分离轴承的使用寿命。
3.1分离卡滯
收稿日期:2015-07-21
分离轴承自重大与输人轴轴承盖套筒磨擦力
作者简介:李广仁(1977ー),男,エ程师,エ程大导致卡滞。目前分离轴承的轴套一般都是采用
项士,山西临汾人,现就职于中国重汽集团大同齿铸铁件或者合金锻造件,自重大约在2.5kg,工作
轮有限公司,从事产品质量改进和优化设计工作
时在分离拨叉的作用下沿着输人轴轴承盖套筒做
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第30卷
往复运动,因输入轴轴承盖为球铁材质,加工后的
表面磨擦系数较大,如果在润滑不好的情况下工
作,会产生较大的磨擦力,如能分离轴承的自重减
轻设计将能有效降低工作磨擦力。为此对分离轴
承的轴套进行了镂空减重设计,改进设计后重量
能减轻256g,可以有效降低工作磨擦力。图2、图
3为改进前后的分离轴承轴套。
图4正常的分离轴承轴套
图5磨损后的分离轴承轴套
图2改进前的分离轴承轴套
为了确保轴承套的整体性能,硬度Hgc一般控制
在40~45之间,根据市场反馈信息有针对性地对
接触面进行了端面高频处理,处理要求硬度达到
HRC50以上,经过改进后轴承磨损的情况大幅
减少,延长了轴承的使用寿命。
3.3松旷异响
分离轴承松旷异响原因有很多种,比如安装预
紧力不够,分离轴承端面在息速时承受的初期压力
过小,分离又和轴承端面相对运动产生异响;安装时
径向偏差过大超出分离轴承所能调心的范围也会
图3改进后的分离轴承轴套
出现异响;轴承自身游隙设计不合理,如游隙过大也
3.2早期磨损
会导致松旷异响。在对市场返回的故障件进行多
分离轴承在工作时由投又的拨头推动分离轴次拆解分析后有个别轴承会出现松旷的情況,在实
套在输人轴端盖的套筒上滑动实现发动机的动力
验台上进行实验时会出现与正常轴承不同的噪音,
输出和变速箱的动力输入切断,如果轴承轴套的强
针对此情况将原先轴向0.03~0.09mm的游隙缩
度不够会引起轴承的早期磨损,影响轴承的使用寿小为0.03~0.07mm,现在经市场验证还未发现
命。图4、图5是正常轴承图片和磨损后的轴承图片。
类似故障件出现。
由图可知磨损深度将近2mm,这就有可能在4结语
汽车行驶换挡时出现分离不彻底的情况,这种状
经过以上步骤对分离轴承的结构、加工工艺
态下极易出现无法换挡或者强行换挡打齿的严重
以及产品参数进行优化设计。优化后的分离轴承
后果。针对上述的失效模式,对分离轴承的轴套
已经在变速箱总成上进行了匹配,通过市场跟踪
的工艺进行改进。原轴承轴套为45钢调质处理,
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