差速器半軸安裝偏心的理論計(jì)算與測(cè)量方法研究

胡禪，寧壘

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

概述

油封是一種旋轉(zhuǎn)用唇形動(dòng)密封圈，主要用于密封低壓工作介質(zhì)或潤滑油液外泄，并且防止外界灰塵或其他雜質(zhì)進(jìn)入到機(jī)器內(nèi)部。

在自由狀態(tài)下，油封的密封唇口內(nèi)徑一般會(huì)比配合軸的直徑小，這樣，油封裝配到配合軸上后，油封有一定的過盈量，過盈量的大小由配合軸、孔的尺寸配合邊界確定，但軸因?yàn)榧庸ぞ龋旧頃?huì)有一定的跳動(dòng)量，再加上軸安裝時(shí)的偏心，造成軸在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，會(huì)因振擺、跳動(dòng)的間隙，造成油封唇口與半軸出現(xiàn)間隙的可能，形成泄漏通道，導(dǎo)致密封失效。

所以，油封設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)根據(jù)軸偏心和安裝偏心的大小，設(shè)計(jì)合理的過盈量和結(jié)構(gòu)，避免泄漏通道的產(chǎn)生。但為確保密封效果，油封在實(shí)際使用過程中的最大偏心量應(yīng)該加以嚴(yán)格控制，一般的偏心量范圍見下表1：

表1 油封最大允許偏心量 （單位：mm）

1 半軸安裝偏心理論計(jì)算

差速器油封與半軸配合如下圖1所示。

圖1 差速器油封與半軸配合示意圖

因?yàn)榘胼S軸向的尺寸不影響半軸的安裝偏心，故在進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)，只需考慮到半軸徑向的尺寸鏈影響（上圖1所示的X和Z兩個(gè)方向）。

1.1 Z方向尺寸鏈計(jì)算

以右側(cè)半軸為例，對(duì)Z方向上影響的尺寸進(jìn)行分析（如下圖2所示），計(jì)算差速器殼中心和半軸中心的理論偏差。

圖2 半軸安裝X方向尺寸鏈

上圖中，各代號(hào)表示意義如下表2：

表2 各代號(hào)代表意義

圖3 半軸與油封配合最大安裝偏心尺寸示意圖

實(shí)際整車半軸在安裝時(shí)，半軸固定方式不同（可能會(huì)使用中間固定支架過渡），尺寸鏈可能有所不同，導(dǎo)致油封中心和半軸中心的偏差有所差異，但計(jì)算過程相同。

結(jié)合半軸結(jié)構(gòu)和尺寸，計(jì)算半軸與油封配合出的最大安裝偏心Ae，如圖3所示。

上圖中 L0：半軸軸承中心距半軸軸向定位處距離

L1：半軸軸承中心距油封密封唇口出距離

半軸相對(duì)于油封密封唇口處的安裝偏心：

式中 A4：差速器殼中心到油封中心的偏差

A5：油封中心相對(duì)半軸中心的偏差

1.2 X方向尺寸鏈計(jì)算

根據(jù)半軸的安裝固定方式，按照以上方法，計(jì)算X方向極限尺寸鏈造成的油封中心相對(duì)半軸中心的偏差。

1.3 半軸安裝的最大安裝偏心

比較以上X和Z方向的安裝偏心計(jì)算值，選取較大的偏心計(jì)算值，作為整車半軸安裝的最大偏心。

2 半軸安裝偏心實(shí)際測(cè)量

理論計(jì)算完成后，還需再實(shí)際測(cè)量半軸裝配完成后的安裝偏心，測(cè)量步驟如下：

1）將半軸、差速器按照實(shí)際裝配方式固定在臺(tái)架上，確保裝配完整（差速器油封不要裝配）；

2）選取合適百分表（提高測(cè)量精度可以使用千分表），將百分表固定在半軸上，使其不能晃動(dòng)，檢測(cè)頭貼緊油封安裝孔內(nèi)壁；

3）緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)半軸一圈，讀取百分表指針最大和最小值，分別記錄，最大和最小值的差值，即為實(shí)際檢測(cè)的安裝偏心；

4）重復(fù)步驟2，多次測(cè)量，求平均值；

為確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，可將半軸多次拆裝進(jìn)行測(cè)量。

3 結(jié)論

通過半軸安裝偏心的理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量，為油封的實(shí)際提供了較為可靠的輸入依據(jù)，避免后期因?yàn)榘胼S安裝偏心過大造成的油封泄漏故障。但在實(shí)際油封的設(shè)計(jì)開發(fā)中，不能僅僅依靠這些理論的校核，其密封性能仍需多方面的單體試驗(yàn)、臺(tái)架試驗(yàn)，以及整車耐久性能試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1] 王亞萍,韓桂華,焦衛(wèi)兵.液壓泄漏防治技術(shù)] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.