徐世福 陳曉雯 童蕓

摘 要：文章針對(duì)市場(chǎng)反饋礦用車在礦區(qū)使用過程中，出現(xiàn)懸架板簧斷裂、承載能力不足，平順性差、造成礦用車性能不穩(wěn)定，車輛故障頻繁問題組織市場(chǎng)調(diào)查和研究分析，針對(duì)以上問題進(jìn)行針對(duì)性的開發(fā)設(shè)計(jì)方案，同時(shí)經(jīng)過樣車在實(shí)際礦區(qū)中驗(yàn)證以及不同區(qū)域內(nèi)大批量驗(yàn)證，此方案顯著的降低懸架板簧斷裂及開裂的問題，提高系統(tǒng)可靠性、安全性，延長(zhǎng)懸架系統(tǒng)板簧的的使用壽命。

關(guān)鍵詞：板簧；測(cè)量階段；分析階段；設(shè)計(jì)階段；驗(yàn)證階段

中圖分類號(hào)：U463.33+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2018）17-194-04

Abstract： This article aims at the market feedback mine car in the mining area during the process of use， the suspension spring break， the lack of carrying capacity， the poor smoothness， the instability of the performance of the mine car， the frequent trouble of the vehicle organization market investigation and research analysis. According to the above problems， a targeted development and design plan was carried out. At the same time， the prototype was verified in the actual mining area and verified in large quantities in different areas. This plan significantly reduced the problem of suspension spring fracture and cracking， and improved the reliability and safety of the system. Extending the service life of the spring in suspension system.

Keywords： Plate spring assembly； Measurement phase； Analysis phase； design phase； Validation phase

CLC NO.： U463.33+2 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-194-04

前言

隨著商用汽車的發(fā)展，專用車產(chǎn)量處于高速增長(zhǎng)階段，礦用車自卸車市場(chǎng)份額保持一定的規(guī)模并且還會(huì)擴(kuò)大。懸架板簧是車輛的重要承載系統(tǒng)，對(duì)車輛的整車姿態(tài)以及整車平順性、舒適性有著至關(guān)重要的作用，礦用車反映的質(zhì)量問題主要為前懸架板簧斷裂頻繁，承載能力不足，造成礦用車性能不穩(wěn)定，車輛故障頻繁，影響正常運(yùn)營(yíng)，導(dǎo)致客戶流失，市場(chǎng)減少，進(jìn)而影響到品牌和公司的名譽(yù)。

1 定義階段

1.1 問題調(diào)查分析

A公司售出的礦用車平均每臺(tái)每月板簧斷裂十片，B公司斷裂二片，C公司斷裂一片，D公司斷裂二片，E公司斷裂五片，F(xiàn)公司斷裂四片。與同行業(yè)相比較，A公司板簧斷裂片數(shù)是其它同行的2.8倍，板簧斷裂長(zhǎng)期沒有得到改善，急需徹底的解決。前板簧斷裂主要集中在中間處和左右1/3處，且占總體的80%。

斷裂片數(shù)主要集中在第一、二、九、十、十一片；且占總體的61.68%。

1.2 項(xiàng)目基線與目標(biāo)

某一里程后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的汽車板簧數(shù)和這一里程后的運(yùn)營(yíng)汽車總板簧數(shù)百分比值稱為行駛到該里程瞬時(shí)板簧故障率，習(xí)慣上稱之為板簧故障率。

結(jié)論：同行先進(jìn)水平為 1片/月。A公司板簧斷裂10片/月。

基線與目標(biāo)：現(xiàn)水平10片，目標(biāo)2片，先進(jìn)水平1片。

1.3 項(xiàng)目預(yù)期收益

項(xiàng)目成效收益=銷售數(shù)量x改善率x單臺(tái)不可修復(fù)成本+可修復(fù)臺(tái)數(shù)x單臺(tái)可修復(fù)成本。

2 測(cè)量階段

2.1 顧客及CTQ分解

2.1.1 客戶的使用要求VOC

整車在最大負(fù)載，路面良好的工況下，板簧依然能保持良好的工作狀態(tài)，處于平穩(wěn)的狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生變形、彎曲以及損壞。

整車在最大負(fù)載，路面不平或坑洼的工況下，板簧在瞬時(shí)沖擊力下，處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生變形、彎曲以及損壞。

2.2 QFD關(guān)鍵參數(shù)分析

2.3 測(cè)量系統(tǒng)分析

2.3.1 審視所有CTQ的測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)現(xiàn)狀分析

2.3.2 疲勞循環(huán)的現(xiàn)狀分析

結(jié)論：測(cè)量疲勞循環(huán)平均值57948，P=0.577>0.05，符合正態(tài)分布，要求疲勞循環(huán)大于8萬(wàn)次，因此疲勞循環(huán)偏小且不滿足設(shè)計(jì)需求。

2.3.3 剛度現(xiàn)狀分析

結(jié)論：測(cè)量剛度平均值573.9，P=0.630>0.05，符合正態(tài)分布，要求硬度在549-671之間，因此剛度偏小不滿足設(shè)計(jì)需求。

2.3.4 表面硬度分析

結(jié)論：測(cè)量硬度平均值332.6，P=0.759>0.05，符合正態(tài)分布，要求硬度在375-444之間，因此硬度偏小不滿足設(shè)計(jì)需求。

2.3.5 自由弧高的現(xiàn)狀分析

結(jié)論：測(cè)量前板簧自由弧高平均值101.7，P=0.516>0.05，符合正態(tài)分布，要求范圍之內(nèi)，因此自由弧高并且基本滿足設(shè)計(jì)需求。

2.4 技術(shù)參數(shù)確定分析

3 分析階段

3.1 FMEA綜合分析

3.1.1 材料失效分析

結(jié)論：材料成份不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.2 剛度失效原因分析

工藝流程中沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，剛度偏大、減震性降低、脆性增加、容易斷裂。

3.1.3 疲勞壽命失效原因分析

性能參數(shù)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，由于設(shè)計(jì)疲勞循環(huán)次數(shù)比較低，沒有達(dá)到使用過程中的要求，造成了性能不穩(wěn)定。因此，導(dǎo)致早期失效故障的發(fā)生。

3.1.4 硬度失效原因分析

在制造過程中，回火過低、溶液質(zhì)量低、沒有淬透、元素含量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求、回火一致性差距大，導(dǎo)致回火硬度偏軟，心部硬度值差異大，早失效及性能不穩(wěn)定。

3.1.5 自由弧高失效原因分析

失效原因滿載弧高偏小，自由弧高也是偏小，塑性變形增大。

4 設(shè)計(jì)階段

4.1 元素含量設(shè)計(jì)

4.2 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)規(guī)格16X90X14。

4.3 自由弧高參數(shù)設(shè)計(jì)

自由弧高設(shè)計(jì)參數(shù)

結(jié)論：P=0.002<0.05，設(shè)計(jì)前板簧的自由弧高滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（92～108）。

4.4 剛度參數(shù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的參數(shù)：自由剛度（549.0～671.0）。

4.5 硬度參數(shù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的參數(shù)：表面硬度HRB375～444 ，心部硬度HRC40.1～46.2。

結(jié)論：表面硬度和心部硬度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.6 屈服強(qiáng)度參數(shù)設(shè)計(jì)

屈服強(qiáng)度參數(shù)設(shè)計(jì)：屈服強(qiáng)度大于1180。

結(jié)論：屈服強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（大于1180）

4.7 疲勞壽命參數(shù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的參數(shù)：疲勞循環(huán)12.5萬(wàn)次。

結(jié)論：P<0.05，設(shè)計(jì)后將達(dá)到可靠良好的設(shè)計(jì)效果疲勞壽命滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（大于9.5萬(wàn)次）。

5 驗(yàn)證階段

5.1 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

首先對(duì)于本次設(shè)計(jì)前后小批量試制生產(chǎn)的十臺(tái)礦用車二個(gè)月跟蹤調(diào)查詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)情況。

5.2 驗(yàn)證分析結(jié)果

A公司斷裂平均值等于1.875片/月小于目標(biāo)值2.0片/月。因此，設(shè)計(jì)達(dá)到并優(yōu)于初始的目標(biāo)。

5.3 財(cái)務(wù)實(shí)際收益核算

5.3.1 實(shí)際收益核算值

項(xiàng)目成效收益=銷售數(shù)量x改善率x單臺(tái)不可修復(fù)成本+可修復(fù)臺(tái)數(shù)x單臺(tái)可修復(fù)成本。

結(jié)論：項(xiàng)目收益成效明顯，達(dá)到且優(yōu)于目標(biāo)。

6 結(jié)論

文章主要介紹了一種應(yīng)用設(shè)計(jì)六西格瑪?shù)姆椒ǚ治銮鞍寤蓴嗔旬a(chǎn)生的原因，主要從定義階段、測(cè)量階段、分析階段、設(shè)計(jì)階段、驗(yàn)證階段對(duì)調(diào)研情況進(jìn)行全面分析，以問題為導(dǎo)向開發(fā)設(shè)計(jì)前懸架板簧用于解決前目前斷裂、承載能力不足、平順性差、造成礦用車性能不穩(wěn)定的辦法，從根本上提高車輛的可靠性、提高前懸架系統(tǒng)的壽命、提高車輛的安全性提供一種有效的綜合的解決方案，利用設(shè)計(jì)六西格瑪?shù)姆椒▽?duì)此問題進(jìn)行充分的分析以及參數(shù)詳細(xì)設(shè)計(jì)，從而達(dá)到徹底解決此問題的辦法，為后期相關(guān)問題的處理提供一種良好的解決方法。

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