变速器装配线上轴承压装问题分析

杨景璐 陈源

摘 要：在研究汽车变速器装配过程中的质量控制时，要了解其变速器装配生产线上质量控制的重要控制变量及其过程，并分析其轴承压装的过程和控制变量的特性，在了解其应用的原理后进行应用分析。对于汽车变速器装配生产线上的轴承压装问题进行研究，提高其变速器的装配质量。

关键词：变速器；装配线；轴承压装；分析

在我国汽车生产的市场中，生产变速器的企业众多，而且其上生产线都配有进行汽车变速器性能的试验台，变速器一旦装配完成就要送到其试验台内，及时进行性能指标的合格测试，通过测试就会直接出厂，如果不合格就要返修。汽车变速器类似这样的性能测试是必须要进行的，但其生产企业大多只是单纯的依靠这样的性能测试来检查汽车变速器的出厂质量，在生产装配环节不会进行检查着手，因此，在装配线上对其轴承压装问题进行分析，可以有效的提高其装配质量，实现变速器的质量控制。

一、变速器装配线上轴承压装

（一）变速器及其轴承压装

作为汽车传动系统中非常重要的组成部分，变速器的齿轮是其内部的最主要的一个元件，因此对其装配的精度就直接影響着变速器的性能和寿命。在压装机上主要完成的是齿轮和主轴的装配，在压装机的设计制造就要尤其注重其精度。对于压装装配的研究，国内学者主要的研究是单一压装机机身的有限元和关键零件的压装质量控制和工艺研究等问题。而因为压装机是一种非标设备，所以不同的压装对象就有不同的压装机的设计参数[ 1 ]，并没有一定的设计规范。关于压装机的系统理论研究不多，也缺乏足够的理论支持。

（二）变速器轴承压装系统结构及原理

1.压装系统的组成部分

压装系统的主要组成部分就是机械系统和液压系统。机械系统中主要有线体、顶板、弯板、升降小车、夹紧装置、顶升油缸、压装油缸。而液压系统的主要组成是顶升油缸回路和推进油缸回路。

2.压装系统的工作原理

轴承压装有这样的工作原理：运用轨道小车，完成变速器箱体到压装机工作位置的转移，再用顶升油缸进行举升，结合定位装置，保证轴承孔轴线、压装油缸轴线位置平行且固定。此时就要放齿轮轴或合件到箱体内，推进油缸开始启动，顶起齿轮轴并定位，这时就可以等待压装。压装油缸运用自身的压力把轴承压到齿轮轴和轴承座孔中。在压装结束后，压装缸就会被活塞推回原位，这时装配线上的轴承压装的过程就结束了[ 2 ]。

二、变速器关键轴承压装分析

（一）变速器装配的关键过程

变速器的生产线都是要经过三十几道生产工序结合完成的，如果要实施SPC，就要先对关键的生产工序和重要的控制变量进行识别。在变速器的装配过程中，螺栓是否拧紧和选择垫片的厚度等工序都是轴承压装中的关键环节。作为变速器的一个重要零部件，要实现齿轮的严格定位和旋转的要求，就需要高速滚动轴承，而轴和轴承的座孔就要过盈配合。如果发现轴承的过盈量不足，轴承就有蠕变甚至失效的可能性，而如果轴承的过盈量过大时，此时运用液力压装机的冷压装时就会划伤工件。因此，要想提高变速器生产线上的装配质量，九要严格把关，监督其关键轴承的装配，实行在线监控。变速器轴承的装配过程是其生产线上的一个非常重要的工序。这一装配主要是压装前壳体、后壳体轴承和差速器轴承等。在实施SPC控制图时，可以把轴承的压装力、螺栓的拧紧力和垫片的厚度作为几个控制变量。而在进行计算机监控时，通过进行设备数据的采集，运用PLC来实现对各个设备的控制（PLC可以根据压力传感器和位移传感器获取不同的变量值）[ 3 ]。在统计过程中要严格实施对控制变量的控制，因为这是变量应用控制图使用的基础条件。因此，要分析控制变量，并结合具体分析建立数学模型，研究其中的规律变化，为下一步实施控制图奠定基础。

（二）轴承的最大压装力分析

轴承装配方法一般是冷压法、温差法、温差和压装结合法。常见的冷压法是用手锤来配合套筒进行敲击，还有液力压装机、螺旋加压法和伺服压装机。在变速器装配线上进行重要轴承的压装时，需要的压装力很大，装配的实际要求比较高，这些都需要保证轴承压装的质量，使用的都是进行专门设计的液力压装机。液力压装机可以实现位移压力数据的采集，并对压装过程中的一次位移的压力曲线和时间压力曲线进行显示。通过材料力学的相关理论和弹性力学的知识理论，在分析了简化模型后，就将轴承压装力和过盈量之间的关系计算出来了。而轴颈和轴承内圈犹豫过盈配合而产生的轴向摩擦力，就可以使用材料力学的厚壁圆筒进行处理。

轴承的压装力的大小与很多因素有关，比如轴颈有效过盈量、轴承、配合尺寸和配合表面的摩擦系数等等因素，对于零件的装配和轴径的加工可以用它来进行指导，以此来提高变速器总装的质量和效率。因为更换油缸或者提高油压都会产生类似增加设备的成本等其他不的影响，很少会考虑其极限点的情况，极限值的差异小，但可以改善其润滑条件来减少摩擦系数[ 4 ]。因此在实际的生产中，不仅要对其配件质量进行合理控制，改进其箱体的装夹，还要实施轴承孔的润滑措施，保证其良好的运行效果。

三、结语

变速器装配生产线上的一道重要的工序就是进行变速器的轴承压装。在分析了变速器关键的轴承压装过程，对其最大的压装力和过盈量间的关系进行了进一步的了解。而在压装过程中，随着压入量的增大其压装力也会随之增大，结合其具体的工艺规格对其压装力的大小进行分析，确定其具体的压装力规格，并分析了作为一个SPC控制变量的轴承压装力实行的可行性。在变速器装配线上要开发并实施SPC的监控系统，结合现场的运作和装配工艺进行分析，并对系统中出现的异常和问题进行分析总结，尽可能快的解决实际过程中出现的问题，提高装配线的生产质量。

参考文献：

[1] 陆成刚，陈书宏，陈平.汽车变速器关键轴承压装质量控制研究[J].机械设计与制造，2011，04：101-103.

[2] 陈甦欣，李世乐，刘健，李旭.DCT差速器轴承外圈的压装分析[J].组合机床与自动化加工技术，2013，12：115-118.

[3] 王庆辛，刘振，李晓龙，夏超.前轮毂轴承压装力分析与计算[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2016，02：247.

[4] 刘松凯，尹健，白洪飞.汽车变速器齿轮压装机机身优化设计[J].制造业自动化，2016，03：71-73.