1.1企业介绍

北京现代汽车有限公司是一家位于北京市的中韩合资汽车制造商，是由北京汽车投资有限公司和韩国现代自动车株式会社共同出资设立的。2002年10月18日，北京现代汽车有限公司正式揭牌开业，公司主要产品为融合了现代简约美学和古典风格的中高级轿车--索纳塔（SONATA）。

经过近8年的发展，北京现代已成为拥有两个整车厂和两个发动机工厂，产能为60万的现代化工厂。目前主要生产的车型有雅绅特、伊兰特、悦动、名驭、领翔、途胜、i30、ix35、瑞纳九款车型。本着"追求卓越品质，创造幸福生活"的企业宗旨，向GQ3355的目标不断奋进，北京现代正以"奋力拼搏，团结协作，知难而进，志在必得"的现代汽车精神，走中国新型工业化道路，向着"兴北京工业，创现代辉煌"的目标大步迈进。

图1-1北京现代汽车有限公司

1.2项目背景

北京现代轿车一厂2#桥式起重机是生产流程中重要的起重设备，它的起重最大重量为32吨，跨度为28米，担负生产线上工艺设备备品、备件和半成品的吊运码放。由于该起重机作业率高，自投入使用16年来，运行很不稳定、事故频发，尤其是小车两个主动车轮组件，每个使用两个月左右就要更换，经检查主要是因轴承出现不同程度损坏，不得不更换组件。既影响了正常的生产和质量，又加大了维修的工作量，同时使起重机整体结构和运行质量受到了一定的影响，造成了备件费用上升，增加了生产成本。

1.3面临问题

针对上述的问题，经过我们维修人员的努力，对桥式起重机小车（如图2）的运行进行跟踪观察，对设备的组装安装进行测量、分析，对所发现的问题采取了有针对性的解决措施，从而从根本上解决了车轮轴承损坏的问题，提高了桥式起重机小车轮组件的使用周期并达到了设计要求，减少了维修人员的工作量，保证了生产，降低了成本。

图1-2桥式起重机小车

我厂2#桥式起重机小车轮正常使用周期两年更换一次，实际情况是，由于小车轮两主动轮轴承经常发生不明原因的损坏，小车轮组件两三个月就需要更换，由此带来的问题是：

①、给生产任务的完成带来影响

轴承损坏后，更换一套车轮组件由出事故到检修完成调试需要三个小时左右，严重影响了生产，不得不调整生产计划，使周计划降低了5%。因小车轮轴承存在问题，天车处于带病运行，运行平稳性降低，起吊物件时操作的准确性无法保证，经常发生产品零部件摇摆磕碰情况，使废品率上升1.5%，产品质量无法保证。

②、备件费用和成本增加

小车轴承出现故障后，拆下轴承组件解体检查，发现轴承保持架严重扭曲变形、滚动体散落，外套与滚动体接触面出现严重点蚀或不规则的凹凸痕迹，轴承座通孔端盖孔径加大成椭圆、车轮轮缘卷边、主动轮踏面（1：10锥形车轮）磨损严重，同时出现不规则的啃道情况，如图3。

若不解决存在的根本问题，只能反反复复更换新车轮，长期使用下去必定出现小车体变形等其它更严重的问题。每次修复组装新车轮组件，除轴承座以外的所有零件，如车轮、轴、轴承内外端盖，都要更换，再加上因车轮啃道、不定期更换的轨道、备件费用检修工程费用等各项费用明显增加，由设备科统计，自投产以来就上述各项费用造成了很大的损失。

图1-3主动轮踏面磨损严重

③、增加维修人员的劳动强度

由于车间厂房设计的桥式起重机检修段、吊装设备不合理，更换车轮组件时只能用手动倒链，将备件工具材料等吊至起重机平台上，再利用钢屋架梁吊至安装位置，检修时首先利用两个千斤顶，将主动车轮一端小车体顶起，同时要对小车移动的方向定位，并用方木将车垫实，防止溜车，避免发生人身设备事故。然后再进行检修工作，拆卸介轮轴的连接螺栓和角形轴承座四条地脚螺丝，再将旧的小车轮组件脱离开车体，吊至地面。按照上述相反步骤，将新件进行回装，整个工作要五六个人三个小时才能完成。对每次换下的备件要进行拆卸、清洗、检查、修复，对新件要逐一检查、测量、修磨，反复调整轴承间隙、测量定位尺寸。这样加重了我们维修人员的强度和工作量。

二、项目概要

2.1项目推进目标

使用要求运行状况良好（平稳性、灵敏度），每月故障停机不超过三小时。

2.2项目推进计划

2.2.1组织机构

针对生产中桥式起重机问题频发，临时成立了由组长牵头组成的TFT小组（特别行动攻关小组），在不影响生产的前提下，利用工歇时间，对桥式起重机进行维修和调试。

图2-1TFT小组组织机构图

2.2.2职责分配

赵春强：TFT小组组长，负责组织和调配人员，进行问题的查找、分析及解决，以及与车间及协作部门的沟通；

郭健：TFT小组副组长，负责查找历史点检记录，并对问题维修记录进行归纳总结与分析，根据"二八法则"分析主要矛盾问题；

李凯：TFT小组副组长，负责现场检修及方案实施。

三、问题分析

3.1发生轴承损坏的原因

①.正常磨损：轴承在一定设备和工作环境下达到使用周期所发生的磨损或损坏。

②.意外损坏：在使用过程中，工作环境突然变化，润滑不足、负荷突然加大或突然停车造成猛烈的冲撞和剧烈震动，都可能造成轴承意外损坏。

轴承组装、设备安装时存在问题和缺陷：如：轴承间隙调整不当（过大或过小），使轴承在短时间内损坏，其间隙过大时必然导致滚动体与外套接触不良，使来自于径向和轴向的载荷不能均匀地传递和分布在轴承每个滚动体和整个滚道上，易产生局部载荷和交变载荷，使轴承寿命大大降低，甚至损坏。如果轴承间隙过小，不能保证充分润滑，并且不利于轴承受热后的膨胀使轴承抱死，导致损坏。

3.2实测与分析

2#桥式起重机运行16年来，我们维修人员对其存在的问题，通过日常观察维护和检修初步做出判断，轴承损坏属于上述第三种情况，即：轴承组装及设备原始安装时存在问题：

①.为了找出具体问题，我们首先在备件组装环节查找原因。按照以前组装程序参照图纸进行组装，装配后对小车轮两轴承座定位键槽中心距进行测量。发现实测中心距比图纸要求的中心距小1mm，再次对新装配的车轮组件拆卸，对尺寸链进行逐一校对，未发现不合格的零件，最后对轴承座外端小盖密封垫进行测量时，发现使用的垫厚度不符合图纸要求，比要求的垫厚增加了0.5mm，相当于小盖止口和轴承外套装配后外移0.5mm，加上另一端外移0.5mm就是1mm。将组件垂直放在平台上，使轴承间隙为零时，用直尺对轴承座定位键槽中心距测量，发现中心距为279mm，比正常值280mm减小了1mm。如果不加以调整，将其安装在小车上后，轴承座必须向外移1mm才能对准定位键板定位（定位键板中心距要求280+0.2），等于轴承间隙增大了1mm。由小车轮结构所决定的两轴承座为带有定位键槽的角形轴承座。内侧小盖有通孔套在轴上，可连同轴承座一起在轴上做少量移动。在小车上安装时，轴承座的定位靠两座上的定位键槽与小车体端梁上的两定位键板来确定，定位键板的中心距决定了两轴承座之间的距离，同时也决定了轴承间隙的大小。轴承为单列圆锥滚柱轴承，外套装在座孔内与滚柱可分开，间隙可变化。也就是说，轴承间隙随两端定位键长度方向误差而变化，还和轴承座内外套轴向位置而变化，轴承座外端小盖密封垫厚度增加，外套轴向位置也会改变，止口变短，外套外移，间隙增大。

由此可见，小车上定位键板对称中心距的增加和轴承座外盖密封垫增厚，这两个因素都能导致轴承间隙的增大，当间隙增大超过一定范围，轴承就会损坏。只有当小车轮组件定位键槽中心距280+0.15mm保证了，小车上定位键板中心距280+0.2mm也保证了，轴承工作时的间隙才能得到保证。

②.上述轴承座外小盖密封垫（可作为轴承间隙调整垫）因选择不当（比图纸要求厚了0.5mm）是轴承间隙增大和损坏的一个原因。

出现另一个问题的原因，我们通过测量小车端梁四角处轴承座定位键板中心距，我们发达其中两主动车轮安装位置中心距明显超差。

正常值为280+0.2mm，实测如表3-1：

表3-1实测定位键板中心距

由表3-1可以看出，小车端梁位置上两主动轮轴承座安装定位键板中心距超过允许误差，轴承座复位后，使轴承内部间隙增大，其增大值为：

左主动轮轴承间隙增大0.6mm

右主动轮轴承间隙增大0.7mm

因上所述，轴承座小盖密封垫增厚，使轴承间隙增加值为：

左主动轮轴承间隙增大1mm

右主动轮轴承间隙增大1mm

上述两种因素导致轴承间隙增大：

左主动轮轴承间隙增大1.6mm

右主动轮轴承间隙增大1.7mm

轴承内径为100mm，其正常径向间隙为0.1mm(直径的千分之一)，轴向间隙为0.15mm。实际工作时的轴承间隙为：

左侧主动轮1.6+0.15=1.75mm

右侧主动轮1.7+0.15=1.85mm

由此断定，定位键板的原始安装时中心距超过规定误差，实际定位键中心距>280+0.2mm（如图5），是造成轴承损坏的另一个原因。两主动车轮工作时的轴承间隙（1.75-1.85mm）远大于正常轴承间隙0.15mm。轴承工作时的间隙如此之大，其工作起来会始终处于不良状态，过早损坏是很自然的。

轴承间隙严重超差，对其它零件和结构造成损害是不可避免的。起重机在大载荷工作状态下，轴承不能承受来自径向和轴向的负荷、冲击和振动，严重时保持架变形、滚动体散落、小车运行抖动、噪音加大甚至无法运行。小车轮垂直偏差超过允许值，左主动轮和右主动轮分别达到6mm和8mm（正常值≤1.5mm），并且出现轮缘卷边，车轮踏面明显磨损和啃道现象，严重时会造成传动系统联轴器螺丝切断、内齿联轴器打牙、减速机地脚螺栓松动，给生产和维修带来很多意想不到的问题，必须加快解决。

图3-1改造前定位键板实测尺寸

四、解决方案

4.1解决措施

上述存在两个方面的问题，看似简单，但它是造成轴承损坏设备问题不断出现的主要原因。日常维修时不易被发现，导致轴承损坏长时间得不到解决。问题找到了，解决起来并不难，解决措施如下：

⑴组装修复小车轮组件时，保证定位键槽中心距符合图纸要求

①.重新测量零件上对中心距有影响的主要尺寸。如：轴上两轴承装配长度方向的定位尺寸；轴承座上定位槽是否在轴承座对称中心上；槽的宽度尺寸公差是否符合30+0.1mm；外端小盖止口长度都要符合图纸要求。

②.对检测后的零件进行修整、打磨，然后装配。组装轴承座时外端小盖可以先不加密封垫，待整体组装完成后，将组件垂直放置平面上，使轴承间隙变为零。这时对定位键槽中心距初步测量，将测的数据与图纸上的数值280+0.15mm比较，计算出差值，将差值除以2，作为两轴承座外端小盖的密封垫厚度值。密封垫安装后，再次对中心距测量，直到两轴承座定位键槽中心距达到280+0.15mm（可以通过改变密封垫厚度反复调整）。保证这个安装尺寸很重要（如图4-1）。

图4-1小车组件定位安装示意图

⑵.对小车体端梁上的定位键板重新定位

①.将小车体上定位键板中心距存在超差的两主动轮轴承座原始定位键板，用角磨机把焊点磨去，然后对键板修整测量，看尺寸是否在公差范围内（30+0.1mm）。

②.在两主动轮安装位置，按图纸尺寸划出对称中心线，然后再划出每侧四块定位键板位置线，确定键板焊接位置。焊接后再次检查两轴承座定位键板中心距，确保在280+0.2mm尺寸公差内（如图4-2）。

图4-2改造后小车轮组件示意图

4.2实施效果

北京现代是汽车生产制造的先进单位，其先进的生产线在生产过程中相关及辅助性工作都离不开桥式起重机的配合，它是我车间的重要设备。我们通过对2#起重机小车轮备件的组装中关键数据尺寸的控制、对小车体局部安装定位键板的改造，从根本上解决了小车轮轴承损坏的问题。改造后经过一年的使用，两个主动车轮组均未出现轴承损坏，其备件使用周期达到了原设计要求。仅此一项备件费用每年可减少2万多元，故障停机每年可减少20多个小时，使生产计划的完成有了保证，使生产成本下降，效益明显增加，为去年超额完成生产任务做出了我们的贡献。

五、结束语

经过和同事们的努力，终于完成了桥式起重机小车轮轴承的改造工作。为了完成这次的改造，首先查阅了大量的相关资料，以及平时工作中积累的经验。为我们能够顺利的完成本次改造打下了坚实的基础。通过改造，大大降低了故障时间，节约了维修费用，为公司提出的"节能降耗"活动，付出自己的努力。同时，一个团队攻关一个难题，不但锻炼了我们解决问题的能力，同事提高了我们的团队意识和凝聚力，为将来攻关更多难题的的团队合作打下良好的基础。

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