賈征明

摘 要：某車型在開發(fā)過程中出現(xiàn)前懸架擺臂螺栓松脫的現(xiàn)象，給車輛安全造成很大風(fēng)險(xiǎn)，通過從螺栓連接面（車身）、螺栓、螺母等方面著手分析，得出發(fā)生松脫的原因，其中連接面（車身）強(qiáng)度不足、螺母與螺栓的選型等級(jí)不匹配、預(yù)緊力不足是導(dǎo)致問題發(fā)生的原因，通過改善對(duì)策的整改、驗(yàn)證，最終解決了螺栓松脫的問題。

關(guān)鍵詞：前懸掛；螺栓松脫； 預(yù)緊力；配合面

1 引言

懸掛系統(tǒng)是汽車車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和扭力，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。而懸架與車身及輪轂的連接是通過螺栓來完成的，因此，即使是懸架的主要零部件（比如擺臂、減震器、扭桿等）設(shè)計(jì)再合理，如果與其連接的螺栓出問題，那將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)懸架出問題，廈門金龍一款車型在開發(fā)過程中即出現(xiàn)前懸架擺臂螺栓松脫的現(xiàn)象，給整車安全帶來了重要隱患，本文主要從工程上分析螺栓出現(xiàn)松脫的原因，并對(duì)每個(gè)原因給出分析，找到真正的原因，同時(shí)采取相應(yīng)對(duì)策。

2 失效模式回顧

該車型前懸采用的是三叉臂獨(dú)立懸架，其中三叉臂一端與輪轂連接，另外兩端分別與車身相連接，如圖 1所示，其中前擺臂是通過一螺栓與車身安裝支架固定，該車在開發(fā)過程中，壞路強(qiáng)化及綜合耐久驗(yàn)證過程中，發(fā)生前擺臂螺栓松脫。

3 原因分析

3.1 被聯(lián)接件即車身配合側(cè)分析

被連接面主要保證打緊扭力后，被連接面不產(chǎn)生變形，如果產(chǎn)生變形，將會(huì)出現(xiàn)連接面貼合不嚴(yán)密，螺紋連接體整體的剛性減小，造成（預(yù)緊力）軸力過小，如遇到動(dòng)態(tài)載荷的情況下，即很容易出現(xiàn)扭力松動(dòng)，從而導(dǎo)致螺栓松脫。

為了再現(xiàn)該情況的存在，將螺栓扭矩打至 90N.m后剖開后與標(biāo)桿車對(duì)比，結(jié)果很直觀的會(huì)發(fā)現(xiàn)被連接面出現(xiàn)間隙過大、表面變形等情況，具體見圖 2，因此從車身側(cè)解決該問題，

（1）需要保證連接面的平面度在合理的范圍內(nèi)，車身需要調(diào)整夾具予以保證，嚴(yán)格控制車身該處總成的幾何尺寸，具體見圖 3。

（2）確保在螺栓螺母法蘭面范圍內(nèi)不設(shè)置焊點(diǎn)；具體見圖 3。

3.2

螺栓 /螺母?jìng)?cè)分析

3.2.1

螺栓強(qiáng)度、性能尺寸分析

按照 Q184C1495，將現(xiàn)有螺栓件隨機(jī)取樣分析，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確認(rèn)實(shí)物質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求，通過對(duì) 6組螺栓的性能進(jìn)行確六角法蘭面螺栓

認(rèn)，結(jié)果均合格；故排除螺栓實(shí)物質(zhì)量的問題：如表 1：

3.2.2 螺栓預(yù)緊力分析

該處的原預(yù)緊力設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)為按標(biāo)桿車進(jìn)行設(shè)定 90N.M，同時(shí)選用的螺栓型號(hào)為 Q184C1495，同時(shí)通過對(duì)比標(biāo)桿車的螺栓截面可以得出法蘭面的厚度比標(biāo)桿車厚 1mm左右（見圖 4），因此在同等預(yù)緊力的情況下，現(xiàn)有力矩不能使螺栓法蘭面產(chǎn)生相應(yīng)的變形，即無法完成彈性變形與被連接件接觸面形成完整接觸，故法蘭面不能起到自鎖的作用，因此不能完全依照標(biāo)桿車進(jìn)行預(yù)緊力設(shè)定，考慮將預(yù)緊力由原來的 90 N.M調(diào)整為 120～150N.M。

3.2.3 螺栓與螺母性能等級(jí)相匹配分析

同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，不能完全按照標(biāo)桿車進(jìn)行，對(duì)于標(biāo)桿車好的地方要保留，對(duì)于不合理的地方就需加以變更，這樣才能設(shè)計(jì)出好的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]董智慧、曹俊杰. 淺析螺栓如何選配螺母的性能等級(jí)，通用機(jī)械，2011年，11期 .

[2]趙欣、李文波等 .某型汽車螺栓力學(xué)強(qiáng)度的有限元分析，機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2009年，