黃會(huì)茹 夏旭東 劉曉熙

河南奔馬股份有限公司 河南省許昌市 461500

1 引言

車架是非承載式車身的主要承載部件，整車的絕大多數(shù)總成都安裝在車架上。同時(shí)車架也承受著來(lái)自懸架和動(dòng)力總成等的各種載荷激勵(lì)：靜載荷、對(duì)稱的垂直動(dòng)載荷、斜對(duì)稱的動(dòng)載荷、扭轉(zhuǎn)載荷等，受力狀態(tài)及其復(fù)雜，在汽車中發(fā)揮著重要作用。

2 車架焊接

對(duì)于轎車及輕型卡車來(lái)說(shuō)，車架及其附件的連接方式多為焊接形式，焊接固然有其優(yōu)點(diǎn)：（1）焊接連接的部件和材料能夠?qū)崿F(xiàn)高性能，在一般的情況下，它可以達(dá)到和連接母材等強(qiáng)度、等剛度、等塑性、等韌性；（2）焊接有非常高的可靠性，因?yàn)樗怯谰玫剡B接在一起，可以在很長(zhǎng)的壽命期間內(nèi)，安全地工作。但是在焊接時(shí)，常常采用施加外部能量的方法（把材料加熱到熔化狀態(tài)、把材料加熱到塑性狀態(tài)、或者加壓使材料產(chǎn)生塑性流動(dòng)）使兩個(gè)工件連接在一起，在此過(guò)程中，必然需要合適的工裝夾具來(lái)避免工件的局部變形，那么大量工裝夾具的投入必然引起加工成本的增加；焊縫在交變載荷的重復(fù)作用下，開裂情況也不容忽視；同時(shí)焊接作為一種永久性的連接方式，一旦零部件發(fā)生損壞，拆卸將十分困難。

3 車架鉚接

鉚接廣泛應(yīng)用于中、重型卡車車架的連接中，具有操作簡(jiǎn)便、鉚接效率高、連接強(qiáng)度高、連接質(zhì)量好、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是其也有一定的局限性：（1）臥式鉚接時(shí)，受鉚鉗體積大小影響，對(duì)某些距離縱梁（橫梁）翼面過(guò)近的鉚釘孔無(wú)法鉚接；（2）立式鉚接時(shí)，同樣因?yàn)殂T鉗自身體積的影響，對(duì)于某些斷面高度尺寸小的縱梁無(wú)法進(jìn)入鉚接；（3）拆卸不方便。

4 普通螺栓連接

螺栓連接廣泛應(yīng)用于車架附件的安裝中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、型式多樣、連接可靠、裝配空間小、拆卸方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是其在交變載荷的作用下，極易產(chǎn)生松動(dòng)，由松動(dòng)產(chǎn)生失效。

圖1 施必牢螺紋的結(jié)構(gòu)及受力圖

5 施必牢螺紋連接

施必牢是一種擁有獨(dú)特螺紋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自鎖型螺紋技術(shù)。具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)：

（1）在內(nèi)螺紋的牙底處有一個(gè)30度的楔形斜面，當(dāng)螺栓螺母相互擰緊時(shí)，螺栓的牙尖就緊緊地頂在施必牢螺紋的楔形斜面上，從而產(chǎn)生了很大的鎖緊力。由于牙形的角度改變，使施加在螺紋間接觸所產(chǎn)生的法向力與螺栓軸線成60度角（見(jiàn)圖1），而不是像普通螺紋那樣的30度角（見(jiàn)圖2）。顯然施必牢螺紋法向壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于扣緊壓力，因此，所產(chǎn)生的防松摩擦力也就必然大大增加了。

（2）外螺紋牙頂在與施必牢內(nèi)螺紋咬合時(shí)，牙頂處齒尖易變形，使載荷均勻地分布在接觸的螺旋線全長(zhǎng)上（見(jiàn)圖1），避免了普通標(biāo)準(zhǔn)螺紋咬合時(shí)，80%以上的總載荷集中作用在第一和第二牙的螺紋面上的現(xiàn)象（見(jiàn)圖2）。因此，施必牢螺紋聯(lián)結(jié)副不僅克服了普通標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)副在振動(dòng)條件下易于自松的缺點(diǎn)，而且還可延長(zhǎng)使用壽命。

施必牢螺紋連接具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）防震防松性更強(qiáng)。由于螺栓的設(shè)計(jì)制造都采用較為特殊的工藝和工具，在和普通螺絲以及傳統(tǒng)鉚釘相比較起來(lái)，它的抗震防松性能更好，同時(shí)這種技術(shù)的螺母不需要任何輔助類的鎖緊元件，例如止動(dòng)墊片、彈簧墊圈，即可達(dá)到放松動(dòng)的效果。

（2）損壞后更換方便。采用鉚釘固定車架的貨車，可能會(huì)遇到鉚釘脫落或損壞的現(xiàn)象，但是由于鉚釘?shù)母鼡Q需要借助專業(yè)工具的幫助才能完成，所以也有一定的局限性。但如果采用螺栓固定車身的話，隨車配帶一些螺栓，一旦發(fā)現(xiàn)有脫落或損壞的情況，借助簡(jiǎn)單的工具即可完成更換的工作，使用起來(lái)更加便捷。

（3）拆卸后反復(fù)使用。不僅防震性更好，使用方便，螺栓還具有獨(dú)特的反復(fù)使用性，就目前的螺栓工藝來(lái)看，要想完全損壞的可能性還是比較小的，在多次拆卸螺栓之后，仍然不會(huì)破壞螺栓的正常工作?？梢?jiàn)螺栓的反復(fù)使用性確實(shí)非傳統(tǒng)鉚釘能比擬的。

圖2 普通螺紋的結(jié)構(gòu)及受力圖

圖3 施必牢螺紋連接技術(shù)在車架上的應(yīng)用

6 施必牢螺紋連接的應(yīng)用趨勢(shì)

跟傳統(tǒng)的鉚釘技術(shù)相比，施必牢螺紋技術(shù)抗震防松性更強(qiáng)，更換也更方便，同時(shí)也能夠反復(fù)使用，受到越來(lái)越多汽車企業(yè)的青睞：

（1）對(duì)輕型卡車來(lái)說(shuō)，車架仍以鉚接加工為主，在無(wú)法鉚接的局限部位采用施必牢螺紋連接技術(shù)，在性能上甚至更優(yōu)于鉚接。

（2）對(duì)重型卡車來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的開始使用施必牢螺紋連接技術(shù)，在關(guān)鍵部位采用施必牢螺紋連接技術(shù)，比如吊耳座處、平衡軸支架處、減震器支架處等（見(jiàn)圖3）。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，就目前現(xiàn)狀來(lái)看，未來(lái)幾年內(nèi)鉚接技術(shù)在輕、中、重卡車架制造過(guò)程中還是占主導(dǎo)地位。但是發(fā)展趨勢(shì)是與螺紋連接和焊接相結(jié)合取長(zhǎng)補(bǔ)短靈活運(yùn)用，施必牢螺紋連接也必會(huì)以其多種優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到各大汽車廠商的青睞，在關(guān)鍵部位發(fā)揮其重要作用，不斷提升車輛的品質(zhì)以及安全性。