新结构板簧支架总成在重型自卸车中的应用

郭鸿瑞

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 西安 710201）

新结构板簧支架总成在重型自卸车中的应用

郭鸿瑞

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 西安 710201）

由于重型自卸车承载力大且使用工况恶劣，导致整车后平衡悬架总成在使用过程中出现板簧支架异常磨损或断裂的故障频发，严重影响客户正常使用，且使得售后维修及索赔成本增大。该文针对该失效模式，在原有技术及结构之上，从更换材料和减小摩擦系数考虑，重新设计一种新结构板簧支架总成，从而减少支架的断裂和磨损，降低支架总成故障率，最大程度的提高支架总成使用寿命。

自卸车；平衡悬架；板簧支架总成

CLC NO.:U469.4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2015)07-05-02

引言

随着我国经济快速增长，我国重型汽车行业也得到大力发展，作为重型汽车的一部分，自卸车在工程建设中发挥着不可替代的作用；但由于自卸车承载大、道路工况恶劣，在使用过程中一些关键件的结构强度很难达到使用需求，其中板簧悬挂系统中的板簧支架总成在使用过程中故障频发，严重影响整车使用。

目前重型汽车用板簧支架主要使用奥贝球铁或铸钢材料等单一材料铸造成型，铸钢材质板簧支架耐磨性好但易断，奥贝球铁材质板簧支架整体韧性好但耐磨性差，故两种材质的板簧支架不同程度降低了板簧支架使用寿命。这两种材料造成的主要失效模式是板簧支架容易断裂、磨损，增大了售后维修索赔成本。具体两类材质弹簧滑板性能及失效模式如表1所示:

表1 不同材质弹簧滑板使用性能对照

1、新结构板簧支架总成设计方案

1.1 零件材料优化

针对以上板簧支架的失效模式，从零件材料出发，考虑到奥贝球铁和铸钢材料的优缺点及板簧支架的使用工况，可以将承载板簧的表面设计耐磨性的铸钢材料，而对于承受板簧横向力的表面设计为奥贝球铁材料，这就使得该零件从使用工况看，可设计为分体式结构。

1.2 摩擦设计

由于板簧支架出现较多的故障为板簧支架磨损，因此除了采用耐磨性材料，也可以从减少摩擦系数考虑，设计板簧支架，即在承载板簧的表面上（减磨块）设计油道，通过加注润滑脂到摩擦表面，减少板簧和支架之间的摩擦系数，来提高支架的耐磨性，降低零件故障率。

从图1看出，该板簧支架总成在装配时，从减磨块1处注入润滑脂，润滑脂通过油道1流入油道2中，减磨块表面设计有四个交叉的油道3，然后润滑脂流入油道3，即与板簧摩擦的表面上；从而减少板簧与支架的摩擦，提高支架的耐磨性。

1.3 结构设计

根据以上材料和摩擦分析，并针对原板簧支架总成的失效模式，将该零件设计为分体式。该新结构板簧支架总成由板簧支架、减磨块及销子，螺栓、开口销、滑脂嘴组成。针对提高板簧支架的耐磨性，该结构主要从以下两个方面考虑: 1、提高零件材料耐磨性；2、减少接触零件的摩擦系数，在板簧和减磨块之间加注润滑脂，减少接触零件的摩擦系数，提高板簧支架总成的耐磨性。

在具体使用过程中新结构板簧支架总成不仅可发挥两类材料的性能优势，还可以从减少摩擦系数考虑提高板簧支架的使用寿命，最大限度的减少售后维修及索赔成本。同时，新结构板簧支架在使用过程中可针对具体失效模式进行部件更换维修，减少用户维修费用。

新结构板簧支架采用分体式结构，板簧支架2与减磨块3通过销子4连接，在具体使用过程中需靠销子承受来自板簧施予减磨块的纵向剪切力，销子强度直接影响整个板簧支架总成的使用，故需对销子进行强度校核，以保证板簧支架使用寿命。

2、连接销强度校核

由于新结构板簧支架与减磨块通过2个连接销连接，在车行进过程中主要靠2个销子抗剪切力来平衡板簧给予板簧支架衬块水平方向载荷，故销子的抗剪切应力需小于板簧支架施加给支架的横向力。

假设各连接销所受的剪切力为F,整车满载时整桥轴荷为16t，其平衡条件为:

得出Fτ=7.1×103

式中:μ为接合面摩擦系数，取μ=0.13；

Kn----可靠性系数，一般取Kn=1.4；

z----连接销数目，已知z=2；

式中:Fτ--销子所受的剪切力，单位N；

d ---销子的直径，d=20mm；

3、结论

新结构板簧支架已在装车验证，道路试验结果符合预期设计，大幅降低了板簧支架断裂及异常磨损现象，同时减少了用户维护费用，可批量装配于自卸车。

[1] 机械设计/孔凌嘉，王晓力主编.-北京:北京理工大学出版社，2006.2.

[2] 刘维信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社，2001.

The new structure of the leaf spring bracket assembly used in heavy-duty dump truck in

Guo Hongrui
（Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710201）

Due to high bearing capacity and bad working condition, abnormal wear or cracks of spring bracket frequently occur during the use of rear balanced suspension assy, which influence on customers’ normal use and cause large maintenance and claim cost. The article aims at failure mode, based on original technology and structure and taking material change and decreased friction coefficient into account, one kind of spring bracket with new structure assy. is re-designed, which can decrease cracks and wear of bracket, reduce failure rate and enhance service life of bracket to large extent.

dumper; balanced suspension; spring bracket assy

U469.4

A

1671-7988(2015)07-05-02

郭鸿瑞，就职于陕西汉德车桥，从事车桥开发设计工作。