Avaliação e melhoria do processo de montagem do pinhão em eixos diferenciais automotivos

Abstract

O eixo diferencial é amplamente utilizado em veículos automotores para transmitir a potência do motor para as rodas, sendo esta transmissão realizada por um par de engrenagens conhecidas como pinhão e coroa. O eixo é dito diferencial porque permite que uma roda do veículo gire com rotação diferente da outra, característica necessária nas curvas, por exemplo. Um dos principais objetivos na montagem de um eixo diferencial é proporcionar a coroa e ao pinhão o mesmo posicionamento relativo no qual o par foi usinado, quanto mais próximo da cota nominal melhor será o desempenho do eixo, diminuindo ruído, vibração e aumentando a sua vida útil. A tarefa de montar o pinhão com um posicionamento preciso em linhas de produção é uma tarefa difícil devido a quantidades de peças intermediárias, deslocamento do produto montado (pré-carga), e a tolerância da cota de posicionamento (±0,030mm). Para melhorar este processo e torná-lo viável para produção em linhas de montagem em grande escala a empresa Muri Linhas de Montagem desenvolveu em conjunto com a Dana Traction Tecnologies um sistema de montagem em quatro passos: a) medição dos componentes individuais com e sem pré-carga; b) seleção do anel espaçador para compensar as diferenças dimensionais dos componentes; c) montagem das peças; d) verificação final do conjunto montado. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. Este sistema já foi desenvolvido e implementado de forma parcialmente satisfatória, pois o processo de seleção do anel espaçador apresenta falhas e desvios de montagem não conhecidos, o que leva a introdução de uma variável de ajuste no processo. O problema é que esta variável de ajuste não é constante necessitando ajuste manual e contínuo durante a produção. No decorrer deste trabalho será explicado o funcionamento do eixo diferencial com os seus requisitos de montagem, após será demonstrada a linha de montagem desenvolvida com os processos de medição e cálculo do anel espaçador. Por terceiro será realizada uma avaliação teórica e experimental para buscar as variáveis de processo desconhecidas e por quarto e último será proposto um novo método de medição e montagem mais preciso do que a método atual.

The differential axle is used in the automotive industry to transmit the engine power to the vehicle wheels, this transmission is done by 2 gears called pinion and ring gear. The axle is called differential because permit that the wheels turn with different speed, this is necessary in the curves for example. One of the main objectives to assembly a differential axle is assembly the pinion gear in the same relative position that the pair was machined, as close as possible to active the best performance, reduce noise, vibration and increase the product life. Assembly the axle with precision in assembly lines is difficult because there are internal components positioned between the pinion and ring gear, there is a product displacement (preload) and also a position tolerance (±0,030mm). To improve this process and became viable to produce in assembly lines on large flow volumes the company Muri Linhas de Montagem developed in partnership with Dana Traction Tecnologies one assembly system that works in four steps: a) measure all intermediary components with and without pre-load; b) select the correct spacer to compensate the product dimensional differences; c) assembly the parts; d) check the final assembly. This system is already developed and work partially satisfactory because there is a failure in the process to select the spacer with some unknown deviations, to compensate those deviations is used a variable in the calculations. The problem is this variable is not constant and demand a manual adjust during the assembly process. During this paper work will be explain how works the differential axle with the assembly requirements, after will be show the assembly line developed with the measurement process and spacer calculation procedure. In the next part will be performed an evaluation to find the unknown process variation, in the last part will be proposed a new methodology to measure and assembly the axle with more accuracy comparing with the old methodology.