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引起叉車變速器異響的輸入軸磨削工藝分析
2008-11-28
我廠生產的CPC2型叉車變速器，10%的產品在出廠試車時有異常響聲，不能順利過關，經檢查發現異常響聲從輸入軸總成(見圖1)中發出，并伴有齒輪與軸承套發生相對軸向位移和旋轉位移的現象。經分析是一軸軸套內花鍵大徑相對于軸套外圓徑向跳動超差，導致軸承和前、后擋齒輪受擠壓所致。
圖1 CPC2型叉車的輸入軸總成
1 原因分析
經分析，引起一軸軸套(下面簡稱軸套)內花鍵大徑相對于軸套外圓徑向跳動超差的原因主要有以下幾個方面:
1.加工軸套時的定位誤差
a.在精磨軸套A,B,C,D各段外圓時(見圖2)，采用軸套花鍵內孔大徑以花鍵錐度芯軸大徑定位方式，在磨削外圓C,D時，由于軸套Z外端壁厚僅為4.5mm ，并處于懸空狀態， 因此在徑向磨削力較大時，會產生彈性變形，導致軸套外圓徑向跳動超差。
圖2 CPC2型叉車變速器的輸入軸
b.從極端現象來分析，如果軸套內花鍵大徑與花鍵錐度芯軸大徑在G面接觸，接觸位置到工件外圓Z邊緣P的長度為146 mm 而用于定位的花鍵錐度芯軸大徑錐度為1:3,000，實際錐面長度為200mm，于是，大端與小端的直徑差x為：1:3,000=x:200，x= 200/3,000=0.067mm，其Z大傾斜量y為：0.067:200=y:146，y=146×0.067/200= 0.0489≈0.05mm，當A,B,C外圓已分段磨出，磨外圓D至P點時，特別是砂輪磨鈍，修整又不及時，徑向切削力將加大，當超過軸套壓人花鍵錐度芯軸的張緊力時，定位可靠性發生變化，產生不規則的傾斜，出現蹺蹺板現象，導致軸套外圓徑向跳動超差。
c.花鍵錐度芯軸的配合面或中心孔有雜物。
d.軸套花鍵內孔有雜物或有毛刺。
以上四種情況的綜合作用導致一種現象：將磨完A,B,C,D各段外圓的軸套不拆下花鍵錐度芯軸檢查，各段外圓相對于軸套內花鍵大徑的外圓徑向跳動不一定超差，但是，如果把軸套與花鍵錐度芯軸拆下后重裝再檢查，就有可能超差。
2 測量方法不合理
由于工藝中對軸套A,B,C,D各段外圓徑向跳動測量方法沒有明確規定，實際測量中常常采用平板、V形塊帶百分表的測量方式，該方式以軸套的C、D面為基準，測量A、B面的外圓徑向跳動，不能真實反映軸套的外圓徑向跳動，易導致誤判。
3 改進的措施與效果
發現以上問題后，采取了以下幾方面的措施：
a.將花鍵錐度芯軸大徑錐度由1:3,000改為1:5,000，提高定位的可靠性。
b.規定裝夾方向，花鍵錐度芯軸大端大徑與軸套內花鍵大徑必須在F端接觸，盡量縮短定位面到加工位置的軸向距離。
c.規定修整砂輪的次數，精磨時每磨削軸套外圓10件修整砂輪1次。
d.以軸套內花鍵大徑為基準，用花鍵錐度芯軸大徑定位測量A、B、C、D各段外圓徑向跳動，用裝夾兩次的測量結果來判定軸套各段外圓徑向跳動是否合格，規定一次裝夾和二次裝夾的測量結果都不允許超差。
e.在軸套熱處理之前增加去毛刺、清洗工序，在軸套熱處理之后增加清洗工序。
f.設置磨外圓工序為關鍵工序，提高對該工序的質量重視程度，提醒操作工注意保持花鍵錐度芯軸的配合面和中心孔的清潔。
通過以上措施，提高了軸套各段外圓徑向跳動合格率，較好地控制了變速器出廠試驗時出現的異響問題，齒輪與軸承套不受外力擠壓，發生相對軸向位移和旋轉位移的現象相應減少。(四川齒輪廠)
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