汽车水泵水封装配工艺研究

摘 要：本文主要从汽车发动机冷却水泵水封装配夹具设计，水封装配工艺这两个方面，分析夹具设计、装配工艺过程中注意要点，找到满足水封寿命的工艺方法。

关键词：汽车水泵；水封；装配工艺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.003

0 引言

发动机冷却水泵是汽车发动机冷却系统的主要组成部分，其作用是强制性使发动机内的冷却液在冷却系统中作循环流动，降低发动机工作过程中高温对发动机的影响，水封是水泵工作的核心，水封本身的运动很简单，只是和轴一起旋转。水封和泵体、轴承是过硬配合的机械密封，这种密封是静环和动环垂直于轴的光滑而平直的表面相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置。水泵中冷却液的运动是很复杂的，不同种类水封，使用不同种类冷却液，如果水封装配有问题，发动机中的冷却液就会出现渗漏，那么水泵轴承的润滑就将被冲掉，整个水泵功能就会失效。

1 水封分类

水封以主要分2类：分体式（旋转环部件与静止环部件分别安装在水泵上如图1）、一体式（旋转环部件与静止环部件先安装在一起，再安装在水泵上图 2、图3），分体式水封主要用在较大水泵上，现在常用是一体式水封。

2 水封装配工艺重要性

水封装配工艺是影响水封寿命一个重要因素，也是影响一个水泵性能主要因素，水封在装配过程中，必须保证水封中心与轴承配合中心同轴，如果水封压装倾斜会导致配合不匀，水封动环、静环贴合不实，长期运转后，防冻液中细小颗粒可能进入贴合面，天长日久堆积颗粒物增多就会打开动环、静环，造成水封寿命缩短；如果水封压装倾斜水封压入力不稳定，长时间工作后水封窜动，动环、静环分离，水封漏水。

水封內孔与轴承小端过硬配合，外孔与泵体过硬配合，使用液压机或者气压机装配，为了控制压装力，设备上都配有压力检测仪器，如果水封压装力超过设定范围值就会报警，提示压装力异常，压装力小，过硬量小，水封运转容易脱出，压装力大，压装不到位，尺寸不合格，可能是压装过程中泵体倾斜，产品没有放好，水封压装过程是一个复杂过程，压装力偏差不容易发现；在实际生产中水封压装分两部分，首先水封与轴配合，压到一定位置，接着是水封与泵体配合，最后合在一起完成整个压装（如图7）。

3 水封装配夹具设计（图7）

水封依据结构不同，装配方法有很大差别，水封装配有两种方法，一种是水封在上装配，一种是水封在下装配，今天我们主要介绍水封在下装配这种（如图7），这种压法水封下压头不动，产品放在夹具体上，上压头推动产品连着夹具体一起压装，下面以一款水泵实际生产为例，分析一体式水封装配夹具设计要点：

（a）分析水封图纸，根据水封种类选择则装配设备，根据产品结构选择夹具方案。

（b）水封定位座设计关系到水封压装尺寸合格主要原因，如图4水封图纸?15.82mm±0.025尺寸与图6水封定位杆设计间隙配合0.02mm—0.03mm，设计间隙大，装配可能配合不均；水封图纸10.8mm—11mm是关键尺寸，这个尺寸是水封最佳工作高度，对水封寿命有很大影响，因此如图5水封定位座设计在理论值中差10.9mm，后期可根据装配情况看水封弹簧回弹力大小，在做相对调整；图4中?23mm±0.1尺寸在设计水封定位座时一定要注意，如果设计大，水封蓄水罩干涉容易压坏水封，图5设计?22mm±0.1，水封定位座与设备配合0.01mm—0.02mm，与水封底座设备配合尺寸水封定位尺寸同轴?0.01mm。

（c）水封定位杆图6设计应分成两段，上部分与水封内孔配合，下部分与水封定位座配合间隙在0.02mm—0.03mm；水封定位座材料选用GCr15，热处理：56-62HRC，长时间上下滑动防止磨损。

（d）上压头（图7）设计与设备配合间隙0.01mm—0.02mm，上压头设备配合尺寸与轴承定位尺寸同轴?0.01mm，与轴承配合倒角5x15°，空口R1圆弧。

4 水封装配工艺（图7）

（a）该水泵大面较大，水封采用在下装配方法，泵体大面接触，容易放平，减少泵体倾斜，夹具安装在浮动板上相对主轴垂直度0.02mm；

（b）上压头安装与主轴配合间隙0.01mm—0.02mm，同轴0.01mm，下压头安装与底座配合间隙0.01mm—0.02mm，与上头同轴0.015mm，装配时上压头内孔与轴承大端配合间隙0.01mm—0.02mm，自动找正上压头与产品、水封下压头同轴；

（c）在装配前泵体高压冲洗、泵体冲洗，烘干，通过清洗、烘干去除泵体细微铁屑，防锈油等其它杂质影响水封装配；

（d）装配压装力在轴承大端，压装过程上压头与泵体上端面严禁接触，保持1mm—3mm间隙，防止压装泵体受力，如夹具制作误差，必须返修，避免轴承滚动体损伤。

如图7所示：1、上压头；2、菱形销，3、手柄；4、衬套1；5、圆柱销；6、衬套2；7、水封定位杆；8、水封定位座；9、弹簧；10、螺塞；11、轴承；12、泵体；13、夹具体；（7、8、9、10合一起叫水封下压头）

水封装配主要是保证装配过程同轴，通过上述只有设计合格夹具才能满足装配过程，合适装配工艺才能装配合格产品。

5 结语

现在汽车已经进入千家万户，汽车安全稳定行驶，水泵起着非常重要作用，他随时为汽车保驾护航，水封作为水泵一个核心部件和薄弱环节，因此提高水封装配工艺非常重要，水封寿命提高了，水泵寿命也提高，汽车寿命相对也提高。

参考文献：

[1]黄云清.公差配合与测量技术[M].北京：机械工业出版社，2001

（03）.

[2]关醒凡.现代泵技术手册[M].北京：宇航出版社，1995

[3]陈家瑞.汽车构造（上册）[M].3版.北京：机械工业出版社，2009

（02）.

作者简介：靳三甲（1984-），男，河南西峡人，大专，助理工程师。endprint