几种钢板弹簧断裂故障的原因分析

开发提 供依 据 。
关 键词 ： 板簧
断裂
１ Ｊ － 刖 Ｌ ‘ 图 ２中弧高 ｈ减 小 ， 导致骑 马
板 簧 以其 结构 简单 ， 便宜 可靠 等 因素 ， 使 其成
为商 川 乍最 常采 用 的 弹性 元 件 之 … 。 对 于 其 常
见 失 效 形 式—— 断 裂 的原 冈 分 析 就 显 得 格 外 重
螺栓松 动 ，如按 此状 态继续 路 试将会 出现 板 簧断 裂故 障 。
要 。我 仃 Ｊ 结合 以 下几种 故障分 析板 簧断 裂 的主 要
原【 六 】
２ 断裂 故 障分 析
２ ． １ 故 障一 ： 中心 螺栓处 断裂（ 见图 １ ）
５ １ ５ Ｎ ／ ｍ ｍ ２ ， 极 限应 力 ９ ８ １ Ｎ ／ ｍｍ ２ ， 符合 设计 要求 。 且为保 证 主片 的寿命 ， 板簧 各片通 过调 整弧 高 ， 使 主片产 生负 的预应力 ， 如图 ４ 。从 而保证 主片 有更
高 的疲 劳 寿命 ， 不 至 于 出现 主片过 早 断裂 ， 影 响整
角。 ２ ． ２ ． ２ 解决措 施 ：
图 ７ 表面 脱 碳 层
该 板 簧 片厚 为 ８ ｍｍ，按 标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ９ ８ ４ ４规 定， 脱层 不 应超 过 ０ ． ２ ４ ａｍ， ｒ 但 实 测结 果 为 ０ ． ３ ｍ ｍ。 不符 合要求 ，因此判 断板 簧断 裂的原 因为脱碳 层
车安全 。初步 分析非设 计原 因导致 断裂 。
图 ４ 板 簧 各 片 装 配示 意 图
２ ） 工 艺 因素 ： 经 扫描 电镜 分 析 ， 在 断 裂 起 始
处可 以观察 到一些表 面 凹坑 ， 如 图 ５所示 。
图 ６ 主 片 作 用 长 度 中 部 断 裂
２ ． ３ ． １ 原 因分析 ：
ｂ ） 在 条件 可能 的情况 下 喷丸时 间要适 当长一
些， 这样 虽然不 能继 续提 高弹簧 的强 度 ， 但 可 提高 喷 丸 的覆盖 率 ， 按标准 Ｑ Ｃ ／ Ｔ ２ ７ ４规 定表面 覆 盖率 应 大于等 于 ９ ５ ％。这样可 有效提 高疲 劳寿命 。
２ ． ３ 故 障三 ： 主 片作用 长度 中间断裂（ 见图 ６ ）
图 ２ 板 簧 装 配 示 意 图
２ ． １ ． ２ 解决 措施 ：
１ ） 装 配时 ， 对板 簧加 载 ， 消 除板簧 与车 桥之 前 的问 隙 （ 视 工装 条件 ） ； ２ ） 新 车在 装 载 后 ， 要对 骑 马螺栓 处拧 紧 力矩 进行 复紧 。
２ ． ２ 故 障二 ： 骑＿ － ｑ＠栓 － 处断裂 （ 见图 ３ ）
图 ３ 骑 马 螺栓 处 断 裂
轻型 汽车技 术
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制造 工 艺 ５ ９
２ ． ２ ． １ 原 因分析 ： １ ） 设计 因素 ： 经核 算板 簧在满 载 时 ， 主 簧应 力
Ｑ Ｃ ／ Ｔ２ ７ ４规定 ， 喷 丸强度应 达 到 ０ ． １ ８ Ｃ以上 ；
较深 和硬度较 低 。
２ ． ３ ． ２ 整改措施 ：
供方严 格控 制板簧 加工工艺 ：
ａ ） 合理选择喷丸机 ， 要求高喷射速度 ， 按标准
建议 厂家对 脱碳 深度 加 以控 制 。需注 意 以下
６ ０ 制 造工 艺
轻 型 汽车技 术
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几 个方面 ：
图 １ 中 心 螺 栓 处 断 裂
２ ． １ ． １ 原 因分 析 ：
板簧通 过盖 板 、 骑 马螺 栓与 车桥 相连 ， 在装 配时 南于板 簧 中部是 一段 弧形 ， 如图 ２ 。 而 骑 马螺 栓打 紧时 ， 『 太 １ 片 问摩 擦 、 骑 马 螺栓无 法 克服板 簧 中间段 刚度等 素 ， 此处 间隙 并没有完 全消 除。当整车加
２ ． ５ 故 障五 ： 少片簧梯 形斜面 处断裂（ 见图 ９ ）
ａ ） 材料 选用 ： 钢 中含碳 量愈 高脱碳 倾 向愈 大 ，
Ｃ ｒ 、 Ｍ ｎ 等元素能有效阻止钢脱碳 ， 而ｓ ｉ 却使钢的
脱碳 倾 向增 加。在 材料选 用 时 ， 如成 本允 许 ， 可考
虑此 因素 ；
ｂ ） 加 强 原 材料 检 测 ： 避 免在 热 处 理前 板 簧 材
料 已经有 较深 的脱碳层 ；
ｃ ） 严 格控制 加热 温度 ： 加热 温度 越 高 ， 碳 的 扩 散 速度也 就趱 陕， 脱碳层 也就越 深 。
ｄ ） 严格 控制保 温 时间 ： 加热 时间越 长 ， 脱 碳 层
图９ 少 片 簧梯 形 斜 面 处 断裂
５ ８ 制 造 工 艺
轻型 汽车技 术
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几 种 钢 板 弹 簧 断 裂 故 障 的 原 因分 析
徐 宏波
（ 南 京 依维柯汽 车 有限 公司 ）
摘
要： 本文通 过 分析 几种 常 见钢板 弹簧 （ 后 面 简称板簧 ） 断 裂故 障 ， 剖析 板
簧 断裂 的主 要 原 因 ， 从 而在 设 计 、 材料 选择 、 装 配 等 因素 规避 风 险 ， 为 板簧 的设 计
断裂， 断裂处 的表 面有一 些表 面 凹坑 ， 疲 劳 裂纹 可
能 萌生 于表面 凹坑处 。
经 过对板 簧 的加工工 艺进 行确认 ，板簧 断 裂 的主要 原 因为 采用 新 的钢 丸 ， 生 产 中为保 证进 度 ， 并 未 让 新 钢 丸 在 废 旧板 簧 上 进 行 打 击 以去 除锐
１ ） 设计因素 ： 经分析 ， 技 术参 数 满 足 设 计 要
求。
２ ） 工艺因素 ： 对 断 片进 行检 测 分 析 ， 硬 度 为 ３ ９～ ４ ０ ＨＲ Ｃ ， 对 断 裂进 行金 相分 析 ， 其表 面脱 碳层
见图 ７ 。
图 ５ 断 口附 近表 面 凹坑
初 步判定 ：该 板簧 起始 于表 面多源 弯 曲疲 劳