某汽车变速器轴承异响问题分析与处理

韩江，罗阳，孙鑫

（宝鸡法士特齿轮有限责任公司，陕西 宝鸡 722409）

前言

汽车变速箱是进行动力转换的机械设备，其结构复杂，一般有齿轮、轴、轴承、箱体、拨叉轴类及紧固件等零部件组成，每个零部件的故障都可能引起变速箱整体故障失效。在实际装箱实验过程中经常会出现变速箱异响的问题，其可能是轴承、壳体、齿轮等等零件的问题，对于刚从变速箱装配线下线的新变速箱而言，疲劳失效可以忽略，失效的形式主要体现在齿轮、轴承等零部件的制造及装配误差上。因此，新变速箱的质检过程主要是检测制造、装配等缺陷导致的变速箱异常运行状态。因此那么，如果新装变速箱异响该怎么解决呢? 笔者用生产中变速箱异响实例分析了其表现形式和产生原因，并结合检测数据进行了分析，从而为解决这一问题提供了思路。

1 故障现象

我公司某变速箱在装配下线进行台架试验的过程中陆续出现异响现象，表现为变速箱输出端异响并偶有法兰盘发热现象；对故障箱拆箱时发现该四点定位轴承保持架已经几乎没有径向窜动间隙，输出轴承盖内有脱落的铜屑，轴承保持架与钢球均存在磨损的痕迹，保持架兜孔已与滚子严重摩擦产生凹形，如图1所示。

图1

2 符合性检测

表2 零件硬度检测结果/HRC

结合对现场异响箱体的拆解情况分析，经过综合分析，对可能影响的零件进行符合性排查，检测法兰盘、二轴、后盖、后轴盖及壳体后盖组合件相关尺寸和轴承常规尺寸及材质硬度未发现异常，现场拆解发现故障箱共同现象，装配后输出轴承外圈和保持架间隙小，甚至有法兰盘转动紧的现象，锁定四点定位轴承是产生问题的关键点；需进一步对该轴承进行检测，情况如下：

2.1 轴承尺寸检测

通过表1显示，发现轴承外圈内径尺寸不合格，存在异常。

表1 轴承尺寸检测/mm

2.2 轴承硬度和组织检测

检测故障轴承内、外套及钢球的淬回火组织为3级；轴承硬度和组织符合JB/T1255-2014《滚动轴承 高碳铬轴承钢零件热处理技术条件》标准规定1-4级要求[1]。

3 故障机理分析

由于轴承外圈内径尺寸小，使轴承的引导间隙进一步减小，如图2所示，从而影响了保持架的正常回转，与拆箱时发现该套轴承保持架已经几乎没有径向窜动间隙的现象吻合。因该类型轴承是钢球引导保持架运转，由于引导间隙变小，导致保持架阻碍了钢球运转，因而两个零部件发生明显摩擦，同时引导间隙变小，轴承在高速运转时润滑油不能通过引导间隙处进入，也会加剧保持架与滚动体的摩擦。综合上述问题分析，我们认为由于轴承外圈内径尺寸超下差引起轴承引导间隙小导致轴承磨损产生异响。为了进一步确认异响的原因，我们将四台变速箱仅仅更换符合要求的轴承进行验证，故障消除。验证所得结果与分析的结论一致，可以确定轴承外圈内径尺寸导致异响。

图2

4 确定根本原因

为确定轴承外圈内径尺寸小的造成原因，我们通过脑力激荡找出这些因素，并将它们与特性值一起，按相互关联性整理而成的层次分明、条理清楚。首先分析造成四点定位轴承外圈内径超差问题的各方面以上，接下来是要排除这里面不是导致这次异响的原因。通过图3 实施验证，发现圈内径主动测量仪表曾维修未校准是要因。

图3

5 结束语

影响变速箱异响的因素较多，要杜绝问题的重复发生，就需要透彻分析故障产生的根本原因，并采取措施。针对本文所述问题对轴承异响质量问题进行整改并制定整改措施，完善主动测量仪表鉴定周期，定期对设备进行鉴定，明确设备出现故障时应对加工产品进行追溯，防止由此造成的不合格产品流出；同时对操作者进行培训，促使人人重视对产品质量的控制。为了验证改进措施有效性，对该轴承进行多批次装箱现场持续跟踪验证，各项指标达到产品设计要求，轴承异响的情况消除，这说明解决问题的措施是积极有效的。