驱动桥减壳面漏油故障影响因素分析

王海龙，宋建平，张艳娥，刘艳萍

1.山东蓬翔汽车有限公司 山东烟台 265699 2.烟台科技学院 山东烟台 265699

减壳配合面结构

减壳配合面结构如图1所示。

图1 减壳配合面结构

图1中的A面是减壳和加强圈配合面，加强圈焊接在桥壳上，并加工螺纹孔，减壳通过螺栓拧紧在加强圈上，配合面会涂布密封胶。但是使用过程中反复的载荷会导致接触面来回滑动，如果滑动量太大，最终会使密封胶密封失效，从而发生漏油故障。

漏油故障如图2所示。

图2 减壳配合面漏油

减壳接触面有限元分析

建立装配体，去掉内部主减总成里的齿轮等部件，只保留减壳、螺栓、加强圈、桥壳、后盖、轴头、板簧座、支架和支撑块。三维模型如图3所示。

图3 装配体三维模型

焊接部位建立绑定约束，接触部位建立接触关系，载荷按额定载荷的2.5倍，模拟冲击工况。

减壳接触面的接触压力（cpress）分布如图4所示。

图4 减壳接触面的接触压力分布

由图4可以看出，螺纹孔附件接触压力大，而中间间隔部位基本没有接触压力。

接触面间的滑动（Cslip）分布如图5所示。

图5 接触面间的滑动分布

由图5可以看出，两侧的上部滑动量较大。这个滑动量是两个方向滑移量的矢量和。

通过在接触面间安装试纸，测试的压痕分布如图6所示。

图6 试纸的压痕分布

由图6可以看出，测试压痕与图4的分析压力分布规律基本一致。

优化结构，进行对比分析

1）改变减壳法兰面厚度和螺栓预紧力，结果汇总见表1。

表1 改变减壳法兰面厚度和螺栓预紧力对接触面间的滑动量的影响

由表1可以看出，改变螺栓预紧力效果要好于改变减壳法兰面厚度。同样的螺栓预紧力，不同壁厚的接触面滑动量基本相当，因此加厚法兰面厚度的方案可以排除。

2）改变桥壳加强圈厚度，用同样的螺栓预紧力，结果汇总见表2。

表2 改变桥壳加强圈厚度对接触面间的滑动量的影响

从分析结果看出，加强圈加厚，对减壳接触面的滑动量影响很大。原因是加强圈和桥壳焊接在一起，而载荷作用于桥壳，由于桥壳和加强圈是主动变形，而减壳是被动变形，所以加强圈尺寸的影响比减壳尺寸影响大。

3）从图5可以看出，接触面上部大概45°位置滑动量最大，因此在此处打孔，并插入定位销，可以达到阻止滑动的目的，分析结果见表3。

表3 定位销对接触面间的滑动量的影响

由表3可以看出，加定位销大大降低了接触面的相对滑动量。定位销结构如图7所示。

图7 定位销结构

结论

通过分析对比，可以看出，加定位销可以大大降低减壳接触面的滑动量，这个方案是首先推荐的。在保证安装尺寸不冲突的情况下，可以适当加厚加强圈的厚度，同样能减少减壳接触面滑动量。因为实际螺栓预紧力矩都是在标准范围内给定一个力矩范围，可以适当提高这个力矩范围。不推荐增加减壳法兰面厚度，既增加了质量，还对滑动量没影响。

这些都是针对减壳接触面漏油故障做的分析，实际还要考虑各种因素，比如强度、安装、工艺性等，因此综合考虑后，本文分析结果可以作为参考。