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清潔度控制是一項系統(tǒng)的復(fù)雜工程，隨著自動變速箱、新能源變速箱的逐步普及，對于系統(tǒng)中液壓管路及電磁閥體的清潔度管控就凸顯其重要性了，成為了眾多汽車制造企業(yè)質(zhì)量管理的重要組成部分。

結(jié)合售后故障件失效、變速器結(jié)構(gòu)和總裝配工藝流程，依據(jù)QC/T572—1999《汽車清潔度工作導(dǎo)則測試方法》及生產(chǎn)過程實際，可以看出：變速器清潔度的控制的重 點為零部件內(nèi)表面的異物（毛刺、顆粒物等）和外表面的清潔度（灰塵、漆渣、顆粒物等）。

變速箱組裝和調(diào)試過程中，由于工位器具不合理，使零部件關(guān)鍵部位暴露在存在污染物的空氣中，零部件之間無隔離，相互影響引起二次污染；未實施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，作業(yè)過程不規(guī)范，導(dǎo)致各類異物污染零部件外表面，甚至進入零部件內(nèi)腔，是影響變速器清潔度的重要原因。
變速箱裝配過程問題
變速箱裝配過程中涉及很多工序如壓裝、對齒等工序, 這些工序過程中易產(chǎn)生鐵屑, 鋁屑等固體雜質(zhì), 如下圖1所示。

圖1 變速器裝配過程 

變速箱中部分零件在裝配前進行涂抹防銹油工藝處理, 而一些零件需在裝配過程中涂抹潤滑脂。當(dāng)裝配過程中產(chǎn)生的鐵屑、鋁屑等固體雜質(zhì)與油脂類物質(zhì)接觸后, 附著在零件表面, 粘性較大, 難清理。
 
傳統(tǒng)工業(yè)吸塵器因其體積大, 現(xiàn)場適應(yīng)性差、吸塵效率低、吸力衰減明顯, 噪音巨大, 無法長時間高頻次使用等缺點, 無法有 效吸附變速箱裝配過程產(chǎn)生的鐵屑、鋁屑等固體雜質(zhì)。

因此, 急需一種新的吸塵設(shè)備收集清理鐵屑、鋁屑等雜質(zhì), 提升變速箱總成的清潔度。

氣力輸送器的選型與分類
氣力輸送器采用壓縮空氣為動力, 連接到標(biāo)準(zhǔn)軟管或?qū)Ч芫涂尚纬梢粋€強大的線性輸送帶, 類“喉結(jié)”式的緊湊設(shè)計可得到至 大輸送能 量, 氣力輸送器如圖2所示。根據(jù)運輸物料的大小、體積和重量等參數(shù), 可選擇相對應(yīng)口徑及真空度的氣力輸送器。

圖2 氣力輸送器示意圖
 

表1 美國依愛氣力輸送器參數(shù)表 

以美國依愛產(chǎn)品為例, 表1為依愛氣力輸送器管徑與真空度對應(yīng)表格。普通氣力輸送器的管徑范圍為10mm~127mm, 真空度 (吸力) 為-2.6~-29.9k Pa。

此外根據(jù)使用場地環(huán)境的不同以及耐腐蝕等級等要求, 氣力輸送器可分為不銹鋼或鋁制兩種類型, 其中不銹鋼氣力輸送器抗腐蝕性較優(yōu)。

氣力輸送器的原理

氣力輸送器工作原理圖如圖3所示。氣力輸送器工作過程為:
(1)壓縮空氣首先經(jīng)進氣口；
(2)  進入環(huán)形高壓腔 ；
(3) 形成增壓氣流, 然后通過多個狹窄、細薄的小孔；
(4)在氣力輸送器出口方向形成一股快速的噴射氣流, 使得氣力輸送器另一端 ；
(5)產(chǎn)生真空, 因此入口處的物料或雜質(zhì)被真空壓力吸附, 經(jīng)由氣力輸送器一端高速飛往指定的另一端。

圖3 氣力輸送器工作原理圖  
 
氣力輸送器工作原理可以通過伯努利方程變換成如下計算公式:

式中:P1—— (2) 處氣體靜壓
P2—— (3) 處氣體靜壓
V1—— (2) 處氣體流速
V2—— (3) 處氣體流速
g——重力加速度
γ——氣體容重
?h——壓力損失

式中:ξ——阻力系數(shù)
 
由 (1) (2) 得:

式中ξ, γ, g在此系統(tǒng)中為常數(shù), 且ξ值比較小, 與氣流渦流 (因結(jié)構(gòu)形狀所造成) 而引起的能 量損失有關(guān)。

基于以上理論推導(dǎo), 可以看出當(dāng)V2增 大時, P2值下降較大, 當(dāng)V2足夠大時, P2將低于大氣壓。
 
氣力輸送器在變速箱裝配上的應(yīng)用
綜合考慮變速箱裝配過程中雜質(zhì)的粘性、大小、形狀、設(shè)備的真空度、操作工人手持設(shè)備的舒 適性、變速箱結(jié)構(gòu)特點以及使用工況, 經(jīng)反復(fù)試驗驗證雜質(zhì)吸附效果得出：采用管徑為25mm的氣力輸送器吸附效果較好。

圖4 氣力輸送器輸入氣體壓力與真空度的變化曲線

圖4為管徑為25mm的氣力輸送器, 真空度隨輸入氣體壓力的變化曲線。實際使用過程中輸入氣體壓力一般維持在0.4MPa~0.6MPa范圍內(nèi), 在此范圍內(nèi)真空度與輸入氣體壓力線性較好且隨著輸入氣體壓力的增加, 真空度相應(yīng)增強。
 
為全 面提升變速箱裝配過程清潔度, 利用氣力輸送器大吸力、體積小、環(huán)境適應(yīng)性強的特點, 從多 維度著手搭建裝配全過程吸附提升體系。可應(yīng)用多個氣力輸送器分布在不同工位用于狹窄死角、壓裝等易產(chǎn)屑裝配過程的碎屑吸附清理以及工裝的日常清理維護、工作臺面的清潔度保持等方面。

圖5為使用氣力輸送器提升清潔度前后對比圖, 由圖可知, 變速箱裝配實際使用過程中使用氣力輸送器清潔效果較好。
 

圖5 使用氣力輸送器清潔前后對比圖  
 
 清潔度控制具體方面
根據(jù)清潔度影響因素和制造流程，清潔度的控制主要從消 除污染物、隔離污染物、零部件本身防護、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、油液跟 蹤監(jiān)測等方面進行清潔度控制。

消 除污染物
消 除作業(yè)環(huán)境中的灰塵、油污等污染源。通過實施現(xiàn)場5S改 善，嚴(yán)格按照周期實施整理、整頓、清掃、清潔工作，庫區(qū)和裝配車間保持良好的通風(fēng)措施，及時將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的灰塵、尾氣等顆粒物排出廠房，消 除污染物，在汽車制造的各環(huán)節(jié)都使用電瓶叉車，庫區(qū)和總裝車間禁止燃油叉車運行，減少尾氣排放。

隔離污染物
將零部件與污染物進行隔離。使用標(biāo)準(zhǔn)包裝、工位器具、保護措施等將零部件與污染物進行隔離，如使用標(biāo)準(zhǔn)包裝，推進供方自帶工位器具，減少翻包造成零部件二次污染；持續(xù)改進工位器具，推進定容、定量進行配送，零部件分裝過程和存儲不落地存放，對重要外觀件和易損件采取防護衣等措施進行隔離。

零部件防護
零部件防護即使用各類措施防止污染物進入零部件，主要分為零部件本身防護、工位器具防護和時間防護3個方面。

零部件本身防護
在關(guān)鍵零部件（大總成、管類、閥類等）孔位安裝臨時封堵措施，保證在轉(zhuǎn)運和存儲期間不脫落，不拆封，只有在裝配時才能啟封去掉，確保無灰塵及顆粒物進入，可根據(jù)孔位的結(jié)構(gòu)選擇不同方式完成封堵。

工位器具防護
設(shè)計制作合理的工位器具來實現(xiàn)零部件的轉(zhuǎn)運和存儲，工位器具需具備數(shù)量明晰、相互隔離、不對零部件造成傷害、轉(zhuǎn)運和拿取方便等功能。

時間防護
時間防護即是減小零部件的等待和存儲時間，實施定量和按序配送，縮小零部件與環(huán)境和各類污染物的接觸時間，如減少分裝件的中間在庫，提高過程裝配質(zhì)量，確保直接轉(zhuǎn)入調(diào)試環(huán)節(jié)，消 除存放和二次返修帶來的污染物。

標(biāo)準(zhǔn)化
接收、轉(zhuǎn)運、裝配過程實行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。零部件在配送和儲存時，制定嚴(yán)格的物料接收和包裝標(biāo)準(zhǔn)，盡可能減少中間的轉(zhuǎn)存和搬運環(huán)節(jié)；在裝配和調(diào)試作業(yè)中嚴(yán)格遵守工藝守則，按照作業(yè)指導(dǎo)書操作，做到不提前拆封各類堵蓋，零部件不落地，不拖拽，不野蠻裝配，做到有標(biāo)準(zhǔn)、熟悉標(biāo)準(zhǔn)、履行標(biāo)準(zhǔn)，以至 經(jīng)濟和有 效方式實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

油品控制策略
油品主要包括變速箱潤滑油、齒輪油、潤滑脂、工作液等。前文已經(jīng)提到，油品管理主要為顆粒和異物控制，各類油品一般由供應(yīng)商直接提供，控制油品首先應(yīng)推進油品必 須使用標(biāo)準(zhǔn)容器配送。

制造企業(yè)一般都設(shè)有油料庫，必 須加強庫房的清潔度管理，油料輸送和加注應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)管道和專 業(yè)加注機，減少不規(guī)范轉(zhuǎn)運對油液造成的二次污染，部分油液使用原包裝上線的，應(yīng)采取切實的密閉措施，防止異物進入油品造成污染。

汽車企業(yè)一般對主要油品進行清潔度檢測，采用GB/T14039—2002《液壓傳動油液固體顆粒污染等級代號》的油液清潔度檢測標(biāo)準(zhǔn)，主要對油液中的顆粒物進行檢測和分級管理。
 結(jié) 語
清潔度控制是變速箱質(zhì)量控制方面的重要組成部分，從生產(chǎn)角度來說，必 須從整個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)流程著手，對清潔度控制進行系統(tǒng)的分析并制定策略。在生產(chǎn)過程中，作業(yè)環(huán)境、作業(yè)方法、存儲和轉(zhuǎn)運方法、零部件防護措施對清潔度存在較大的影響，通過工廠實踐，總結(jié)出消 除、隔離、防護、標(biāo)準(zhǔn)化、油液跟 蹤檢測等5項控制措施，為清潔度控制提供有力保障。

通過反復(fù)驗證選取合適管徑的氣力輸送器, 搭建變速箱多 維度保持清潔及吸附清理體系, 從而提升變速箱裝配過程清潔度, 延長變速箱使用壽命。a