CN107699784A - 一种空气悬架的功能集成支架及支架专用高强度铸态球铁材料 - Google Patents

一种空气悬架的功能集成支架及支架专用高强度铸态球铁材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空气悬架的支架及其专用高强度铸态球铁。高屈服强度的铸态球铁化学成分为，C、S、P、Mn、Si、Cr、Sn、Mg、Re，其余为Fe。支架包括一个架体、空气弹簧支撑面、中后桥推力杆支座，为整体铸造结构。本发明同现有技术相比，铸态性能为抗拉强度σb≥600MPa，σ0.2≥400MPa，δ≥10％，布氏硬度HB＝245～287；铸态基体为80％，渗碳体为1％，提升了屈服强度，能满足中重卡耐疲劳强度的结构承载件的材料性能要求，此外，本发明为整体式铸造结构，既不需要焊接、锻造、冲压等工艺，也不需要分别装配，成本和时间大幅降低；既保证了有效强度，又减少了材料堆积；空间更加紧凑，轻量化程度更高，有利于提高整车的燃油经济性。

Description

一种空气悬架的功能集成支架及支架专用高强度铸态球铁 材料
技术领域
本发明属于车辆悬架的技术领域，涉及一种的空气悬架的功能集成支架及支架专用高强度铸态球铁材料。
背景技术
目前,车辆空气悬架以其可以使车身固有频率基本保持恒定、可保证相应的离地间隙、可以提高行车舒适性、在各种载荷状态下都能保持完整的压缩行程和伸长行程等优点，使得欧美等国汽车中重型卡车企业已经全面应用空气悬架系统。中国的客车以及牵引车，尤其是公路牵引车采用空气悬架系统车型上市量也在不断上升。
在本发明以前的现有技术中，市场上的车辆空气悬架通常由多个零件分别与推力杆、空气弹簧、高度阀、减振器连接。从结构上说，参阅图1，这种多零件连接不仅会造成装配效率较低、装配精度差等问题，增加了制造及维修成本。同时还会导致空间不紧凑、布置空间大，甚至影响整车经济性。专利文献1(CN204037265U)中公开了一种重型车辆导向臂支架,该导向臂支架整体采用流线形设计,支架中间部位深凹形成V形,并圆滑过渡,中间部位设有两个加强筋,加强筋在下排孔中间孔两侧分成两个加强筋,直至延伸至上排孔处；导向臂的上下安装孔轴线平行,优化后的导向臂支架重量降低6kg,使得整车自重降低24kg。专利文献2(CN203666321U)中公开了一种新型的前空气悬架组合支架。支架包括支架座,设置与前减震器固定的支撑块,在所述支撑块一侧,设置与支架座端部相连接的固定块,固定块上设置将纵向推力杆固定的通孔；在支架座中间平面内,并排设置两行通孔；支架座另一端的平面一侧,依次设置至少两个支撑架。专利文献3(CN201736758U)公开了一种用于前空气悬架的支架,其具有整体铸造的主体,所述主体具有中空部分,且与主体一体连接的设置有：空气弹簧安装部；上推力杆安装部；横向推力杆安装部；横向稳定杆安装部；下推力杆安装部；减震器安装部，空气弹簧安装部为垂直于主体的支承台,空气弹簧安装部与主体之间的过渡部分成斜面形状,上推力杆安装部和主体之间的过渡部分成均匀圆弧形状。专利文献1和专利文献2公开的空气弹簧支家并没实现支架与空气弹簧上盖板安装支架的功能集成；专利文献3所示的支架，属于前空气悬架支架,没有储气功能,结构复杂,工艺缺陷风险大，铸造难度大,废品率高,成本高,主体轮廓刚度不足，容易造成系统不正常运动。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高强度铸态球铁的空气悬架的功能集成支架，替代原有的空气悬架连接的上盖和支架，解决常规空气悬架存在的上述不足，并且具备低成本轻量化、装配效率及精度高的优点。
现将本发明技术解决方案叙述如下：
本发明首先提供一种多功能集成空气悬架专用高强度铸态球铁材料，其特征在于：所述的铸态球铁的化学成分的重量百分比为，C：2.94～3.72％，S：0.01～0.022％，P：0.019～0.04％，Mn：0.3～0.35％，Si：2.2～4.4％，Cr：0.16～0.18％，Sn<0.01％,Mg:0.02～0.04％,Re:0.01～0.03％，其余为Fe。
本发明进一步提供一种多功能集成空气悬架专用高强度铸态球铁材料，，其特征在于：所述的铸态球铁的化学成分的重量百分比为：C：2.94％，S：0.022％，P：0.019％，Mn：0.3％，Si：4.4％，Cr：0.16％，Mg:0.04％,Re:0.03％，其余为Fe。
本发明进一步提供一种多功能集成空气悬架专用高强度铸态球铁材料，其特征在于：所述的铸态球铁的化学成分的重量百分比为：C：3.72％，S：0.01％，P：0.04％，Mn：0.35％，Si：2.2％，Cr：0.18％，Mg:0.02％,Re:0.01％，其余为Fe。
本发明还提供一种空气悬架的功能集成支架，其特征在于：将临近的空气弹簧上盖板安装支架集成为整体铸造结构，具有架体、空气弹簧支撑面4、连接中后桥推力杆的螺栓凸台12；所述的架体包括平厚壳3a、拱形厚壳3b、多边形厚壳3c。
本发明进一步提供一种多功能集成空气悬架，其特征在于：所述的平厚壳3a呈等腰三角形，上宽下窄，两边筋7与拱形厚壳3b圆滑过渡，与空气弹簧支撑面4水平相交，与多边形厚壳3c共面。3a内有优化孔5、6、16，孔5成对称分布，孔16与两边筋7順形；平厚壳3a与多边形厚壳3c上设有螺栓孔组3排。最下排孔组10的凸台高度高于最上排11，以便降低孔附近应力，提高寿命。
本发明进一步提供一种多功能集成空气悬架，其特征在于：所述的拱形厚壳3b设有螺栓凸台12，前后对称，用以连接中后桥推力杆；螺栓凸台12上有工艺槽13、14，既能降低缩松，又能减少螺栓连接刚度进而螺栓寿命增加。
本发明进一步提供一种多功能集成空气悬架，其特征在于：所述的多边形厚壳3c上设有有降重孔8、9，与相邻边界筋順形；多边形厚壳3c对称分布，下与空气弹簧支撑面4、两边筋7形成一体；弹簧支撑面4留有气囊进出气孔15及其他螺纹固定孔,如压力阀安装孔，用以支撑空气弹簧。
本发明同现有技术相比的有益效果是：
1.本发明所述的球墨铸铁材料，其铸态性能为抗拉强度σb≥600MPa，σ0.2≥400MPa，δ≥10％，布氏硬度HB＝245～287；铸态基体为80％，渗碳体为1％。该材料能满足中重卡耐疲劳强度的结构承载件的材料性能要求。相比原有的QT600-3,屈服强度提升了
2.本发明为整体式铸造结构，既不需要焊接、锻造、冲压等工艺，也不需要分别装配，成本和时间大幅降低；所述的整体架体为一体铸造，既保证了有效强度，又减少了材料堆积；同时由于空气弹簧上盖与车架连接孔位取消使得所占空间减小，空间更加紧凑，轻量化程度更高，有利于提高整车的燃油经济性。
附图说明
图1：现有技术中常见的空气悬架的结构示意图
其中：1传统的空气悬架支架2空气弹簧上盖板连接支架
图2：本发明多功能集成空气悬架结构示意图Ⅰ
图3：本发明多功能集成空气悬架结构示意图Ⅱ
具体实施方案
现结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明
实施例1
本实施例为一种高屈服强度高韧性铸态球铁，其化学成分的重量百分比为，C：2.94％，S：0.022％，P：0.019％，Mn：0.3％，Si：4.4％，Cr：0.16％，Mg:0.04％,Re:0.03％，其余为Fe。
将上述材料通过配料，电炉熔炼、球化孕育过程，由砂型铸造制得，其生产方法为：
步骤1：根据所给出的化学成分比例配比生铁、废钢和其它所需合金配料；
步骤2：把配好的料放入电炉熔炼；
步骤3：熔炼过程中加入球化孕育剂，球化孕育时间满足后浇入做好的砂型，
冷却成型后，即得到所需材质的铸件:；
步骤4：将上述铸件附铸试棒进行拉伸性能，平均结果如下：σb＝626MPa，σ0.2＝530MPa，δ＝10.5％，布氏硬度HB＝230；珠光体数量5％，球化等级3级，石墨大小7级。
实施例2
本实施例为一种高屈服强度高韧性铸态球铁，其化学成分的重量百分比为，C：3.72％，S：0.01％，P：0.04％，Mn：0.35％，Si：2.2％，Cr：0.18％，Mg:0.02％,Re:0.01％，其余为Fe。
将上述材料通过配料，电炉熔炼、球化孕育过程，由砂型铸造制得。其生产方法为：
步骤1：根据所给出的化学成分比例配比生铁、废钢和其它所需合金配料；
步骤2：把配好的料放入电炉熔炼；
步骤3：熔炼过程中加入球化孕育剂，球化孕育时间满足后浇入做好的砂型。冷却成型后，即得到所需材质的铸件。
步骤4：将上述铸件附铸试棒进行拉伸性能，平均结果如下：σb＝800MPa，σ0.2＝429MPa，δ＝13.7％，布氏硬度HB＝267；珠光体数量5％，球化等级3级，石墨大小5级。
参见图2、图3：本发明所述的一种高强度铸态球铁的空气悬架功能集成支架的两个不同视角示意图，包括一个架体、空气弹簧支撑面4、中后桥推力杆连接支座12组成，为整体铸造结构。所述的架体由平厚壳3a、拱形厚壳3b、四边形厚壳3c组成。3a呈等腰三角形分布，下宽上窄，两腰7与3b圆滑过渡，与气弹簧支撑面4水平相交，与3c共面。3a内有优化孔5、6、7，成对称分布，孔7与两腰順形。3a设有螺栓孔组3排，螺栓受力最大的最下排孔组10凸台高度高于最上排11，所受应力降低，寿命提高。3b设有螺栓凸台12，前后对称，用以连接中后桥推力杆。其上有工艺槽13、14，既能降低缩松，又能减少螺栓连接刚度进而螺栓寿命增加。3c设有螺栓凸台2排，上有降重孔8、9，与相邻边界筋順形。3c对称分布，下与空气弹簧支撑面4、筋7形成一体。弹簧支撑面4留有气囊进出气孔15及其他螺纹固定孔，用以支撑空气弹簧。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进如3c仅有一侧存在的结构，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明的实施效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种多功能集成空气悬架专用高强度铸态球铁材料，其特征在于：所述的铸态球铁的化学成分的重量百分比为，C：2.94～3.72％，S：0.01～0.022％，P：0.019～0.04％，Mn：0.3～0.35％，Si：2.2～4.4％，Cr：0.16～0.18％，Sn<0.01％,Mg:0.02～0.04％,Re:0.01～0.03％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种多功能集成空气悬架专用高强度铸态球铁材料，，其特征在于：所述的铸态球铁的化学成分的重量百分比为：C：2.94％，S：0.022％，P：0.019％，Mn：0.3％，Si：4.4％，Cr：0.16％，Mg:0.04％,Re:0.03％，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种多功能集成空气悬架专用高强度铸态球铁材料，其特征在于：所述的铸态球铁的化学成分的重量百分比为：C：3.72％，S：0.01％，P：0.04％，Mn：0.35％，Si：2.2％，Cr：0.18％，Mg:0.02％,Re:0.01％，其余为Fe。
4.一种空气悬架的功能集成支架，其特征在于：将临近的空气弹簧上盖板安装支架集成为整体铸造结构，具有架体、空气弹簧支撑面(4)、连接中后桥推力杆的螺栓凸台(12)；所述的架体包括平厚壳(3a)、拱形厚壳(3b)和多边形厚壳(3c)。
5.根据权利要求4所述的一种多功能集成空气悬架，其特征在于：所述的平厚壳(3a)呈等腰三角形，上宽下窄，两边筋(7)与拱形厚壳(3b)圆滑过渡，与空气弹簧支撑面(4)水平相交，与多边形厚壳(3c)共面；(3a)内有优化孔(5、6、16)，孔(5)成对称分布，孔(16)与两边筋(7)順形；平厚壳(3a)与多边形厚壳(3c)上设有螺栓孔组3排；最下排孔组(10)的凸台高度高于最上排(11)。
6.根据权利要求4、5任一所述的一种多功能集成空气悬架，其特征在于：所述的拱形厚壳3b设有螺栓凸台(12)，前后对称，用以连接中后桥推力杆；螺栓凸台(12)上有工艺槽(13、14)，既能降低缩松，又能减少螺栓连接刚度进而螺栓寿命增加。
7.根据权利要求4-6任一所述的一种多功能集成空气悬架，其特征在于：所述的多边形厚壳(3c)上设有有降重孔(8、9)，与相邻边界筋順形；多边形厚壳(3c)对称分布，下与空气弹簧支撑面(4)、两边筋(7)形成一体；弹簧支撑面(4)留有气囊进出气孔(15)及其他螺纹固定孔,如压力阀安装孔，用以支撑空气弹簧。
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