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半轴套管是汽车驱动桥总成上的重要零件,它与驱动桥壳形成一体,使左右驱动车轮的轴向相对位置固定,一起支承车架及其上的各总成质量,同时在汽车行驶时承受由车轮传来的路面反作用力和力矩,并经悬架传给车架。整体式半轴套管:多数半轴套管采用整体式结构,即将中空变直径变截面的管状体与法兰连接盘设计成一个整体件其成型形工艺多采用整体式模锻工艺。利用传统工艺制造具有这样形状特征的半轴套管,其缺点是材料利用率低(不足35%)、生产效率低、制造成本高。
管路安装:安装前所有钢管可先酸洗处理,特别是与卡套式管接头连接的钢管应先酸洗,然后将卡套预先紧固在管端;
所有管接头应先用煤油清洗干净待装,里面的o型密封圈应暂时取出保管,待正式安装时再放上;
施工中要保持泵、分配器等设备的油口,管接头、管端等开口处清洁,不能让水、灰尘等异物进入;
管路应在自由状态下敷设,焊装后的管路不得施加过大的径向力强行固定和连接;
轴承座的油孔要事先检查,内部油路是否畅通,油口螺纹是否同接头相配。
管路清洗:为确保润滑系统的清净,并供给机械设备轴承以洁净的润滑脂,必须将预安装后的管路拆下清洗。清洗有煤油清洗和酸洗两种。
(一)煤油清洗对象及方法
对象。铜管、不锈钢管;
方法。1、预安装前已经过酸洗处理,且现在内壁无锈蚀、氧化铁皮的钢管;2、在预装时弄脏的管接头;3、将需要清洗的管子及接头拆下,管子用布(要不掉毛纱)沾煤油把管内擦净,两端及接头浸泡在煤油中清洗,然后管内涂机油或充填满润滑脂,两端密闭好待装;4、清洗后不得有目测可见的污染物(如铁屑、纤维状杂质、焊渣等),要特别注意焊接处的内壁焊渣必须彻底清洗干净。
(二)酸洗对象及方法
对象。预安装前未经酸洗的钢管;虽已经过酸洗,但现在锈蚀严重的钢管。
方法。1、采用脱脂剂,除去配管上粘附的油脂;2、用清水管材上的污物;3、在酸洗液中除去管壁上的锈斑、轧制铁屑等;4、用清水冲洗上述作业中产生的附着物,管内部用高压水冲洗;5、用碱液中和管材上残存的酸液;6、为了有效地进行干燥应将管材浸在热水里或进行蒸汽干燥,应使管材干透;7、对酸洗后的管材进行检查,是否清洗干净;8、酸洗后立即用塑料或塑料带封住管的开口部,以免异物、水份等侵入 。
而气缸的优势则在于以下4个方面:
(1)负载大,可以适应高力矩输出的应用(不过,现在的电动执行器已经逐渐达到目前的气动负载水平了)。
(2)动作迅速、反应快。
(3)工作环境适应性好,特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射和振动等恶劣工作环境中,比液压、电子、电气控制更优越。
(4)行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。
购买和应用成本比较:从总体上来讲,电伺服驱动比气动伺服驱动要贵,但也要因具体要求及场合而定。有些小功率的直流电机构成电动滑台(电伺服系统)实际上比气动伺服系统要便宜。
如:当负载为1.5kg、工作行程为80mm、速度在2~170mm/s之间、精度为?0.1mm、加速度2.5m/s2等工况条件时,FESTO公司采用小型电动滑台、控制器、马达电缆、控制电缆、编程电缆以及电源电缆等组成的电伺服系统,其价格就比气动伺服系统便宜25%。同样,对于带活塞杆电缸也是如此。需要说明的是如果采用交流电机的话,所组成的电伺服系统的价格要比气动伺服系统高出40%左右。
从购买和应用成本来看,目前气缸还是具有比较明显的优势的。对于气动系统来说,控制系统及执行机构都非常简单,每个气缸只需配置一个电磁阀就可完成气路的切换,进行运动控制,气缸发生故障的概率也比较小,维护简单方便,成本也低。
而对于电动执行器来说,虽然电能的获得比较简单,能量成本较低,但购买及应用成本较高,不仅需要配置电机,还需要一套机械传动机构以及相应的驱动元件。同时使用电动执行器需要很多保护措施,错误的电路连接、电压的波动及负载的超载都会对电驱动器造成损坏,因此需要在电路及机械上加装保护系统,增加了很多额外的费用支出。另外,由于电动执行器驱动单元的参数化设置较多,且集成度高,所以其一旦发生故障,就要更换整个元件。而且当系统需要的驱动力增加时,也要成套更换元件才能实现。因此综合比较可以看出气缸在购买及维护成本上有较大优势。
能源效率比较:我们研究的结果表明,在往复运动周期较短(小于1min)的水平往复运动中,电动执行器的运行能耗通常低于气缸的运行能耗,即更节能。而在往复运动周期较长(大于1min)时,气缸竟然变得更节能。这首先是由于终端停止时电动执行器的控制器通常需要消耗约10W的电力,而气缸仅有电磁阀耗电和气体泄露,一般低于1W,即终端停止时间越长,对气缸越有利;其次电机在连续旋转条件下的额定效率可达90%以上,但在直线往复运动(丝杠转换)中的台形加减速旋转条件下的平均效率却不到50%。在竖直往复运动时,夹持工件的保持动作要求不断供给电流给电动执行器以克服重力,而气缸只需关闭电磁阀即可,耗电极少。因此在竖直往复运动时电动执行器相比气缸的能耗优势不是很大。
由上可见,电机本身效率很高,但在往复直线运动中考虑其效率下降及控制器的电力消耗,电动执行器未必一定比气缸节能,具体比较取决于实际的工作条件,即安装方向、往复运动周期和负载率等。
分体式半轴套管将半轴套管根据结构要素划分为半轴套管体和法兰盘两个元件,均采用回转加工成形,经机械加工后再将两者压装,焊接成整体结构。
整体式桥壳具有较大的强度和刚度,且便于主减速器的装配、调整和维修,因此普遍应用于各类汽车上。
整体式桥壳的中部是一个环形空心梁,用球墨铸铁铸成。两端压入钢制的半轴套管,并用止动螺钉限定位置;半轴套管外端用以安装轮毂轴承,凸缘盘用来固定制动底板。
整体式桥壳因制造方法不同又有多种形式,常见的有整体铸造、中段铸造两端压入钢管、钢板冲压焊接、钢管扩张成形等形式。整体铸造式桥壳为增加强度和刚度,两端压入无缝钢管制成的半轴套管。半轴套管压入后桥壳中。桥壳上有通气塞,保证高温下的通气,保持润滑油品质和使用周期。这种整体铸造桥壳刚度大、强度高、易铸成等强度梁形状;但因质量大,铸造质量不易保证,故适用于中重型汽车,更多是用于重型汽车上。
中段铸造两端压入钢管式桥壳质量较轻,工艺简单且便于变形,但刚度较差,适用于批量生产。
钢板冲压焊接式桥壳具有质量小、制造工艺简单、材料利用率高、抗冲击性能好以及成本低等优点,并适用于大量生产,其半轴套管与桥壳主件焊接在一起。
分段式桥壳中半轴套管的装配:分段式驱动桥壳一般分为两段,用螺栓将两端连成一体。它由主减速器壳、盖和两个半轴套管及凸缘等组成。分段式驱动桥壳比整体式驱动桥壳易于铸造,加工简便,但维修保养不便。对于分段式驱动桥壳,当拆检主减速器时,必须把整个驱动桥从汽车上拆卸下来,故目前已很少采用。
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