上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州 545006

油封的密封機(jī)理為油封的密封唇口與旋轉(zhuǎn)表面之間直接接觸，形成了一個(gè)寬度為0.1～0.2mm的窄環(huán)帶，這就是密封界面。在預(yù)加載荷的作用下（通常為彈簧），油封與軸之間一般有1N/mm2左右的平均徑向接觸壓力，當(dāng)潤(rùn)滑油壓力低于該壓力值的情況下，油封阻止其向外界泄漏。因此，如果旋轉(zhuǎn)表面存在壓傷等缺陷時(shí)，將會(huì)造成油封密封性能變差，從而導(dǎo)致油封漏油。

在發(fā)動(dòng)機(jī)制造現(xiàn)場(chǎng)，曲軸下線目檢工序頻繁出現(xiàn)油封位有壓傷的情況，經(jīng)分析曲軸油封位壓傷頻數(shù)為7，占問(wèn)題總數(shù)的50%，成為質(zhì)量站首要問(wèn)題，嚴(yán)重影響了一次下線合格率。

現(xiàn)狀調(diào)查

1.油封位壓傷嚴(yán)重度

挑選油封位壓傷最嚴(yán)重的曲軸，測(cè)量其壓傷深度約0.05～0.07mm，通過(guò)拋光機(jī)返修仍無(wú)法消除壓傷。PFMEA評(píng)估曲軸位油封壓傷裝配后將會(huì)導(dǎo)致曲軸油封漏油，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性，PFMEA嚴(yán)重度為7，一旦流出將引起用戶對(duì)產(chǎn)品的抱怨。

2.壓傷發(fā)生頻度

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析2019年1～12月下線曲軸油封位壓傷數(shù)據(jù)，其中2019年10月油封位壓傷導(dǎo)致報(bào)廢高達(dá)12件之多，而每月平均產(chǎn)生5件油封位壓傷。

3.當(dāng)前檢測(cè)方法

當(dāng)前制造現(xiàn)場(chǎng)對(duì)曲軸油封位壓傷的檢測(cè)方法僅是下線時(shí)員工對(duì)油封位外圓進(jìn)行100%目視檢查，該檢測(cè)方法存在缺陷流出風(fēng)險(xiǎn)。

原因分析

通過(guò)關(guān)聯(lián)圖分析（見(jiàn)圖1），所有末端因素皆為曲軸油封位壓傷問(wèn)題發(fā)生的可能原因，歸結(jié)如下。

1）過(guò)程抽檢造成油封位磕碰傷。

2）機(jī)械手位置不正確造成油封位磕碰傷。

3）OP20、OP50卡爪夾緊力過(guò)大。

圖1 關(guān)聯(lián)圖分析

4）OP20、OP50卡爪磨損或損壞。

5）OP20、OP50卡爪安裝不正確。

6）OP20卡爪粘鐵屑。

要因確認(rèn)

1.過(guò)程抽檢造成油封位磕碰傷

如果在過(guò)程抽檢中操作不當(dāng)，容易造成曲軸油封位磕碰傷，因此要求員工抽檢操作過(guò)程中嚴(yán)格按照SOS/JES操作，避免對(duì)油封位造成磕碰傷。通過(guò)跟蹤驗(yàn)證下線情況，仍存在曲軸油封位壓傷問(wèn)題。

2.機(jī)械手位置不正確造成油封位磕碰傷

如果機(jī)械手位置不正確，容易造成曲軸油封位撞到支架上，引起油封位磕碰傷。機(jī)械手原點(diǎn)位置有PM檢查要求，周期為180天，查看PM檢查記錄表，未發(fā)現(xiàn)機(jī)械手原點(diǎn)偏移的記錄。同時(shí)檢查全線機(jī)械手上下料位置，均無(wú)發(fā)現(xiàn)異常情況。

3.卡爪夾緊力過(guò)大

測(cè)量OP20、OP50卡爪夾緊力在5MPa左右，懷疑夾緊壓力過(guò)大。嘗試降低夾緊力至4MPa，驗(yàn)證時(shí)出現(xiàn)“卡爪未正確夾緊報(bào)警”，無(wú)法降低夾緊力驗(yàn)證。測(cè)量正常夾緊時(shí)的曲軸油封位外圓夾痕深度為0.08～0.12mm，跟蹤至完成OP80磨床加工（磨床總單邊磨削量為0.3mm），夾痕能完全消除。

4.卡爪磨損或損壞

卡爪更換周期為24個(gè)月，檢查當(dāng)前機(jī)床卡爪已使用10個(gè)月，查看卡爪工作面均未出現(xiàn)異常磨損或損壞。

5.卡爪安裝不正確

OP20、OP50卡爪的安裝有PM的檢查要求，周期為30天，查看PM檢查記錄表，未發(fā)現(xiàn)卡爪安裝不正確的記錄。同時(shí)檢查卡爪安裝無(wú)異常，相關(guān)緊固螺栓無(wú)松動(dòng)的現(xiàn)象。

6.卡爪粘鐵屑

懷疑卡爪粘鐵屑，導(dǎo)致曲軸油封位外圓卡爪夾緊時(shí)，夾痕過(guò)深，后工序無(wú)法完全消除。檢測(cè)卡爪有磁性，磁性達(dá)8～10Gs（1Gs=10-4T），放置鐵屑驗(yàn)證，鐵屑能吸附在卡爪的工作面上，而且使用機(jī)床吹氣也無(wú)法有效清除鐵屑。同時(shí)查看有嚴(yán)重壓痕的曲軸，其壓痕處有鐵屑?xì)埩舻暮圹E。

綜上所述，造成曲軸油封位壓傷的根本原因是OP20卡爪有磁性導(dǎo)致卡爪粘鐵屑，從而當(dāng)卡爪夾緊油封位外圓時(shí)就會(huì)在外圓上留下深深的夾痕，后工序沒(méi)法完全消除，導(dǎo)致下線出現(xiàn)曲軸油封位有壓傷的問(wèn)題。

改進(jìn)方案

1.擬定對(duì)策

針對(duì)卡爪帶磁性導(dǎo)致卡爪粘鐵屑問(wèn)題擬定兩個(gè)對(duì)策方案，見(jiàn)表1。

表1 對(duì)策方案評(píng)估

方案1可實(shí)施性較低，因?yàn)榭ㄗТ判?，磁?chǎng)方向無(wú)法確定，目前無(wú)法進(jìn)行有效消磁；方案2優(yōu)勢(shì)明顯，因此確認(rèn)采用方案2。優(yōu)化曲軸油封位外圓加工工藝，將外圓加工由一刀切改為兩刀切（優(yōu)化前后工藝分析見(jiàn)表2、表3）。

2.改進(jìn)建議

綜上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程中由于卡爪粘鐵屑造成曲軸油封位外圓留下深深的夾痕的問(wèn)題，建議從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)（見(jiàn)表4），以避免油封位壓傷問(wèn)題的再次發(fā)生。

表2 優(yōu)化前工藝分析

3.效果驗(yàn)證

改善前，完成加工后曲軸油封位外圓存在夾痕如圖2所示。

改善后，通過(guò)優(yōu)化曲軸油封位外圓的加工工藝，消除曲軸油封位外圓夾痕問(wèn)題。經(jīng)過(guò)MCR驗(yàn)證，檢查曲軸油封位外圓無(wú)夾痕產(chǎn)生（見(jiàn)圖3），連續(xù)統(tǒng)計(jì)3個(gè)月下線數(shù)據(jù)，已無(wú)油封壓傷問(wèn)題產(chǎn)生，達(dá)到了預(yù)期的改進(jìn)效果。

表3 優(yōu)化后加工工藝

表4 優(yōu)化對(duì)策實(shí)施

圖2 改善前油封位外圓

圖3 改善后油封位外圓

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)制造現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸油封位壓傷問(wèn)題分析，得出造成曲軸油封位壓傷缺陷的原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案，有效地消除了油封位壓傷導(dǎo)致的油封漏油的潛在影響。這樣既提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命以及用戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度，又為后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造過(guò)程設(shè)計(jì)起到了一定的建設(shè)性意義。