杨绵
长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心河北保定071000摘要 某车型前下摆臂小轴套、前上横臂轴套压出力小于图纸要求,存在因轴套压出力不足导致轴套脱出的风险,轴套脱出将导致行车异响影响乘坐舒适性。
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关键词 轴套;压出力;脱出
1 背景
某车型前下摆臂小轴套、前上摆臂小轴套压出力一直低于要求值,采集售后市场反馈信息,并未出现因轴套压出力不足而导致批量异响问题,初步推断本问题出现的原因有两个:轴套压出力测定方法不准确、轴套压出力要求过剩。
2 轴套压出力不足对整车的影响
轴套压出力不足主要影响有两方面:轴套脱出,影响悬架减震性能;轴套相对套管发生转动,转动过程中摩擦产生异响。
3 轴套压出力影响因素
根据经验可知,轴套压出力与轴套/套管过盈量、轴套/套管配合长度、轴套/套管摩擦系数呈正比,其中增加轴套/套管过盈量是最经济的办法,由于橡胶轴套径向压缩量有限,一般为橡胶厚度的1/3,若增加轴套/套管过盈量会增加悬架系统刚度,减低减震性能,因此为保证车辆的品质,必须进行充分的分析,避免进行无谓的更改。
4 轴套压出力测定方法
轴套压出力通常由Benchmark 采集标杆件数据测试所得,由于标杆件数量较少,采集数据易出现偏差,并且行业中对轴套压出力的测试方法并无统一的标准,不同测试方法会导致测试结果出现较大的偏差,通过多车型的轴套压出力测试经验,总结轴套压出力测试规范如下:
4.1 测试准备
(1)压力机一台。满足图纸要求的压出力行程、能够达到5mm/s(300mm/min)的压出速度。于轴套及配合套管。根据图纸要求的过盈量制作公差范围内的轴套、套管,轴套压入前测试轴套外径、套管内径并记录数据。(3)轴套压出力测试辅具。如图1所示的压出过程,辅具一般包括支撑工装[1]一套、轴套压出工装一套。要求支撑工装具有足够的强度,保证压装过程工装无变形。压出工装要配合轴套结构制作,压出工装与套管单边间隙取0.2-0.5mm,保证压出过程中轴套与工装无干涉。
4.2 测定过程
4.2.1 轴套压入过程。(1)为反应实际压装过程中轴套的压装效果,应使用生产线工装将轴套压入套管中;(2)装完成的轴套、套管总称放置于20依5益环境中,静置24h 以上;
备注:对于外管为橡胶层的简单轴套,需要在压装过程中涂抹具有挥发性能的润滑剂P80,防止由于压入摩擦力过小引起的压装失败;轴套外管为金属材质的轴套往往不需要涂抹任何润滑剂;轴套外管涂有电泳漆的轴套因漆膜增加压入摩擦系数,建议压装前涂抹P80等润滑剂。4.2.2 轴套压出力测试过程。(1)将压装工装置于轴套上端,压力机压头对准轴套中心,按照5mm/s 的压出速度将轴套压出,过程中需要保证压力机压头与轴套压出方向平行,避免压装倾斜造成安全事故;(2)观察压力机连接电脑屏幕上的轴套压出力曲线,曲线呈抛物线形且出现最高点后回落,压出力实验完成,注意保证压出动作连续,中途停止则实验失败。若抛物线出现最高点后出现故障,则不会影响实验结果,轴套压出力测定值为抛物线的最高点压力值。(3)观察压出后的轴套有无破损并记录,若存在破损,证明轴套可能存在强度不足的风险,在行车过程中易出现早期老化、脱落的现象。(4)同一种产品,一次性验证数量需逸2 件,压出力值大于或等于图纸要求值则合格;
本案例中,前下摆臂小轴套、前上摆臂小轴套压出力设备满足要求,但压出力速度为100mm/min,将压出力速度提升至300mm/min(5mm/s)后,两轴套压出力值明显提高,前下摆臂小轴套达到图纸要求的轴套压出力,而前上摆臂小轴套压出力仍然偏低,对于是否提升前上摆臂小轴套的过盈量或接触面积仍需进行深层次分析。
4.3 降低轴套压出力要求可行性
由于前上摆臂小轴套在提高压出速度的前提下仍无法满足图纸轴套压出力要求,且售后市场无失效反馈,故怀疑图纸标准过高,为证实猜测,进行如下实验:(1)取上摆臂装配总称样件一套,轴套孔心穿入工装轴(端部为四棱柱,便于扭力扳手对工装轴施加扭转力矩),将工装轴与轴套内管焊接为一个整体;(2)使用点漆笔记录轴套相对摆臂套管的位置,便于观察轴套相对套管的转动;(图2)(3)取扭量程满足要求的表盘式或数显式扭力扳手,使用前扳手数值调零;(4)使用扭矩扳手扭动工装轴,加载的扭矩为整车满载情况下摆臂轴套所受力矩;(5)观察轴套相对套管的转动量;通过上述实验发现,即使扭矩扳手加载到轴套额定扭矩,轴套相对套管仍未发生转动,因此这种状态的轴套及套管满足整车使用要求,新件满足整车使用要求,经过强化腐蚀后的制件是否存在转动现象,需进一步测试。(6)强化腐蚀样件测试轴套相对套管的转动量。在实验室中,强化腐蚀10 循环相当于整车自然状态下使用1 年的腐蚀程度,经过60 循环后的样件按照上述第5 条进行测试,轴套相对套管依然未转动,说明线状态轴套压出力满足整车使用要求,修订图纸压出力要求。
5 总结
轴套类产品压出力不合格,首先要判定不合格的原因,不可盲目增加轴套与套管过盈量达到增加压出力的目的,若一味增加过盈量则降低轴套弹性空间造成行车颠簸,影响乘车舒适性。
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参考文献
[1]郑玲玲.控制臂压装弹性衬套工装设计[J].金属加工:冷加工,2013(14).
作者简介 杨绵,女,身份证号130683198701108022,长城汽车股份有限公司底盘研究院。