备胎升降器卡滞与断裂问题分析与改进

李维良 申秀平 武千波

摘 要：为解决市场备胎升降器卡滞与断裂问题，通过失效模式分析、因果分析图法、头脑风暴法，确定设计结构存在缺陷，未能周全考虑运动形式，传动时发生抵触，旋转方向受较大剪切力，导致产品失效。通过结构更改，优化了运动轨迹，改进效果良好。

关键词：备胎升降器;卡滞;断裂;拆解分析;结构优化

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）13-23-02

Analysis and Improvement of Stuck and Fracture Problem of Spare Tire Lifter

Li Weiliang， Shen Xiuping， Wu Qianbo

（Quality Management Department of Shaanxi Heavy Duty Truck Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710200）

Abstract： In order to solve the problem of lag and fracture of the market spare tire hoist， the defects of the design structure are determined by failure mode analysis， causality analysis and brainstorming. Through structural changes， the motion trajectory is optimized and the improvement effect is good.

Keywords： Spare tire lifter; Lag; Fracture; Disassembly analysis; Structural optimization

CLC NO.： U462.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）13-23-02

1 引言

備胎升降器是固定备胎并在轮胎出现异常情况时辅助驾驶员方便取用的装置，重型卡车备胎离地面位置较高且很重，人工拆卸很困难，因此需要备胎升降器来升降备胎以达到更换的目的。若备胎升降器出现卡滞、断裂等功能失效问题，驾驶员将无法正常更换备胎，影响车辆正常营运甚至行车安全，引起客户抱怨。为解决备胎升降器卡滞与断裂问题，特开展本次失效模式分析及结构优化改进。

2 问题概述

2018年市场反馈某重型卡车备胎升降器出现销轴卡滞与断裂问题，导致备胎升降器无法正常升降，功能性失效，客户抱怨强烈，问题呈逐月上升趋势售后索赔成本巨大，3个月售后索赔积累高达12.7万元，单一产品售后故障率高达1.52%。对故障件进行理化分析，销轴材质符合图纸要求的45#，排除产品材质问题，并开展拆解分析和结构优化工作。

3 问题分析

此款备胎升降器内部采用涡轮蜗杆传动形式，蜗杆与杆由销轴连接，转动杆头带动蜗杆运动并向涡轮传动，最终实现钢丝绳缠绕和备胎升降，其中杆头传力完全借助销轴完成，销轴承受剪切力，断裂风险大。依据三现原则进行失效模式分析，拆解备胎升降器故障产品，模拟产品内部机构运行轨迹，分析失效部位表面特征及该产品在车辆运转中的运动形式，发现涡杆端部为机加工面，最后一齿处较薄，个别件有外翻，易导致卡滞，因存在卡滞，使用风动扳手装配过程中，轮胎升起瞬间和升到最上端时的瞬间冲击力会导致销轴断裂。

4 设计改进

（1）由于蜗杆最后齿存在翻边，影响蜗杆在涡轮上的正常传动，与涡轮传功时发生抵触，造成刚性挤压，决定在蜗杆端部增加倒角，解决传动卡滞问题。

（2）为减小销轴所受剪切力，改变蜗杆与杆的连接形式，优化蜗杆与杆的结构，蜗杆相对杆旋转方向上的相对运动通过加工平面来限制，解决销轴断裂问题。

（3）改进验证

对改后样件进行验证，模拟备胎增加负重打紧后用风扳

机连续打2-4分钟销轴未断，实验验证合格。对改进后的备胎升降器进行10辆份小批量实车试装验证，销轴未断，验证效果良好。

5 结论

以市场问题为导向，通过原理分析及拆解检测，找到了风险部位和失效原因。通过结构优化，改善了产品传动、受力状况，改进后产品可靠性明显提升，完全满足设计及客户使用要求，改进后产品无卡滞、断裂反馈，解决了客户抱怨，改进效果显著。

参考文献

[1] 吴兆亮，某轻型卡车备胎支架设计，汽车实用技术，2015 NO.8.

[2] 张翠，轻型卡车备胎装置布置的优化设计，研究与开发，2015.9.

[3] 黄锦俊，浅谈改装车备胎升降机构的运用[J]，企业科技与发展， 2008（18）：95-96.