自卸汽车后悬挂支座结构改进

２０辆法国ＣＢＨ３２０型自卸汽车使用三四年后，普遍出现了后悬挂支座下枢轴固定失效，从而导致车桥杆固定螺栓频繁松动、断裂和枢轴断裂的情况。检查发现车轿连杆固定螺栓安装孔端面已磨坏，支承座最下方的夹紧部位已被完全磨掉。原因：一是车辆施工现场道路条件恶劣，后悬挂支承座最下端的枢轴夹紧部位与地面泥石长期反复刮碰而被磨掉，枢轴轴颈与座孔间的抱紧力消失从而出现松旷；二是车桥连杆固定座（枢轴端头处）采用组合式结构，当枢轴松动时其结构刚度不能保持，故容易出现螺栓松动和断裂的情况。要修复这些车辆必须同时更换两侧的支承座和枢轴，每台车配件费用高达６万元，故决定对枢轴结构进行改进。
　　１．故障原因
　　该车采用典型的双后桥平衡悬挂系统，在竖直方向通过支承在悬挂支座半轴上的倒装钢板弹簧把车架上的重量平均分配给中、后桥；在水平方向则通过６条车桥连杆（上部两条、下部４条）组成两组平行四杆机构，分别把中桥和后桥的驱动或制动力传递给车架。
　　后悬挂支座主要由车架（对应部位有加强横梁）、左右两侧的支承座和下枢轴组成，下枢轴起到连接两侧支承座悬臂端的作用，使整个支承座体形成一个框形结构。支承座下端枢轴安装孔的正下方设有收紧槽和夹紧螺栓，枢轴穿入后用两个Ｍ１４×１．５螺栓夹紧；枢轴端头与支承座及两个半圆垫块组合成车桥连杆的固定座，其中靠内侧的固定螺栓穿过支承座体和枢轴，而外侧的固定螺栓只能通过两个半圆垫块固定在枢轴端头上；枢轴用８２ ｍｍ、厚１１ ｍｍ的钢管制造，中段压出一个弯轭以避免与桥间传动轴发生干涉。
　　枢轴与安装座孔之间出现松旷和枢轴断裂都源于夹紧装置失效（夹紧螺栓与夹紧块先后被磨掉），在没有夹紧力的情况下，当轴颈和座孔因磨损加剧而松旷很严重时，车桥连杆安装螺栓频繁松动、断裂，只能用电焊把枢轴与支承座焊死，但更增加了枢轴断裂的危险性。几年后这些车辆全部出现枢轴严重松旷的情况，其中有一半的车辆枢轴断裂过。
　　未及时发现枢轴夹紧部位出现严重磨损并及时采取有效措施，是导致后悬挂支座及枢轴早期损坏的根本原因，但原本结构也确实存在一些不够合理的地方。如组合式车桥连杆固定座就因结构刚度低而使螺栓容易出现松动；又因没有设置枢轴紧定装置，靠内侧的连杆安装螺栓虽然穿过支承座和枢轴，但并不能起到紧固锁定的作用，且穿孔直径比螺栓直径大４ ｍｍ，完全起不到防转和轴向定位的作用。其他同类车辆的连杆安装支座都是与支承座制成一体的，枢轴固定也很牢靠，从未出过此类故障。
　　２．改进方案
　　分析知，枢轴承受的最大轴向拉力小于８０ ｋＮ，每一侧车桥连杆安装支座水平方向所受的最大作用力小于６０ ｋＮ，因此对枢轴强度的要求并不高，只要能够与支承座可靠连接组成一个坚固的整体就能够满足使用要求，而且车桥连杆应固定在单一零件实体上。因此，决定通过改进原来的支承座，配上全新设计的枢轴来加以解决.
　　支承座的改进首先沿枢轴孔中心水平面把损坏部分刨去，然后在刨出的平面上加工出两排共６个Ｍ１８螺孔，同时把外侧损坏的端面刨平并调整座孔到规定长度，最后配上瓦盖，紧固后重新镗孔，即将固定方式由原来的夹紧式改成为瓦盖式。
　　考虑到受力状况和制造工艺，枢轴采用组合式结构，由带弯轭的中间段（轭轴）和两端的连杆支座组合而成，用法兰盘连接成整体。为保证足够的强度，轭轴、连杆支座和瓦盖均采用ＺＧ４０Ｃｒ材料并经调质处理；轭轴弯轭处采用８０ ｍｍ×８０ ｍｍ工字形断面，两端法兰盘直径为１５６ ｍｍ、厚度为２２ ｍｍ；连杆支座轴颈直径增加到９５ ｍｍ，与支承座上的安装孔成过盈配合，连接法兰盘直径为１５６ ｍｍ、厚度为２５ ｍｍ；每对法兰盘在１２８ ｍｍ直径上布置６个Ｍ１６×１．５螺栓。
　　另外，通过两个Ｍ１６×１．５紧定螺栓将瓦盖与轴颈连成整体，为保证精度，轴颈上的螺孔和瓦盖上的螺栓安装孔必须在支承座、瓦盖和连杆支座装合后配钻加工。
　　为保证改进质量，一方面要严格控制零件加工（或改进）质量，确保其强度和精度达到规定要求，同时要特别重视安装质量，以免出现意外情况。首先必须确保轴颈与座孔的配合过盈量在０．１４～０．１８ ｍｍ之间，以便获得足够装配应力；其次是必须选用高质量的内六角螺栓，其强度级别应在８．８以上，并且在安装螺栓时应彻底清洁螺孔、在螺纹和支承面上涂少许润滑剂后按规定的扭矩拧紧。车辆使用几天后必须重新检查瓦盖螺栓和法兰盘螺栓的紧固状况。
　　３．效果
　　通过上述改，进提高了后悬挂支座的结构刚度，彻底消除了原车结构上的缺陷。改进后的车辆在使用中从未出现过原故障，表明改进成功。后悬挂支座下枢轴承担着牵引中、后桥和增强整个悬挂支座结构刚度的重任，松动和断裂都会对车辆的安全行驶造成严重的威胁。安装了螺栓（特别是两组Ｍ１８瓦盖螺栓）对改进至关重要，因此，对这些螺栓的定期检查必须列入车辆的保养规范中。另外，如果