黄会茹 夏旭东 刘晓熙

河南奔马股份有限公司 河南省许昌市 461500

1 引言

车架是非承载式车身的主要承载部件，整车的绝大多数总成都安装在车架上。同时车架也承受着来自悬架和动力总成等的各种载荷激励：静载荷、对称的垂直动载荷、斜对称的动载荷、扭转载荷等，受力状态及其复杂，在汽车中发挥着重要作用。

2 车架焊接

对于轿车及轻型卡车来说，车架及其附件的连接方式多为焊接形式，焊接固然有其优点：（1）焊接连接的部件和材料能够实现高性能，在一般的情况下，它可以达到和连接母材等强度、等刚度、等塑性、等韧性；（2）焊接有非常高的可靠性，因为它是永久地连接在一起，可以在很长的寿命期间内，安全地工作。但是在焊接时，常常采用施加外部能量的方法（把材料加热到熔化状态、把材料加热到塑性状态、或者加压使材料产生塑性流动）使两个工件连接在一起，在此过程中，必然需要合适的工装夹具来避免工件的局部变形，那么大量工装夹具的投入必然引起加工成本的增加；焊缝在交变载荷的重复作用下，开裂情况也不容忽视；同时焊接作为一种永久性的连接方式，一旦零部件发生损坏，拆卸将十分困难。

3 车架铆接

铆接广泛应用于中、重型卡车车架的连接中，具有操作简便、铆接效率高、连接强度高、连接质量好、密封性能好等优点。但是其也有一定的局限性：（1）卧式铆接时，受铆钳体积大小影响，对某些距离纵梁（横梁）翼面过近的铆钉孔无法铆接；（2）立式铆接时，同样因为铆钳自身体积的影响，对于某些断面高度尺寸小的纵梁无法进入铆接；（3）拆卸不方便。

4 普通螺栓连接

螺栓连接广泛应用于车架附件的安装中，具有结构简单、型式多样、连接可靠、装配空间小、拆卸方便、成本低等优点。但是其在交变载荷的作用下，极易产生松动，由松动产生失效。

图1 施必牢螺纹的结构及受力图

5 施必牢螺纹连接

施必牢是一种拥有独特螺纹结构设计的自锁型螺纹技术。具有独特的结构：

（1）在内螺纹的牙底处有一个30度的楔形斜面，当螺栓螺母相互拧紧时，螺栓的牙尖就紧紧地顶在施必牢螺纹的楔形斜面上，从而产生了很大的锁紧力。由于牙形的角度改变，使施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴线成60度角（见图1），而不是像普通螺纹那样的30度角（见图2）。显然施必牢螺纹法向压力远远大于扣紧压力，因此，所产生的防松摩擦力也就必然大大增加了。

（2）外螺纹牙顶在与施必牢内螺纹咬合时，牙顶处齿尖易变形，使载荷均匀地分布在接触的螺旋线全长上（见图1），避免了普通标准螺纹咬合时，80%以上的总载荷集中作用在第一和第二牙的螺纹面上的现象（见图2）。因此，施必牢螺纹联结副不仅克服了普通标准联结副在振动条件下易于自松的缺点，而且还可延长使用寿命。

施必牢螺纹连接具有以下优点：

（1）防震防松性更强。由于螺栓的设计制造都采用较为特殊的工艺和工具，在和普通螺丝以及传统铆钉相比较起来，它的抗震防松性能更好，同时这种技术的螺母不需要任何辅助类的锁紧元件，例如止动垫片、弹簧垫圈，即可达到放松动的效果。

（2）损坏后更换方便。采用铆钉固定车架的货车，可能会遇到铆钉脱落或损坏的现象，但是由于铆钉的更换需要借助专业工具的帮助才能完成，所以也有一定的局限性。但如果采用螺栓固定车身的话，随车配带一些螺栓，一旦发现有脱落或损坏的情况，借助简单的工具即可完成更换的工作，使用起来更加便捷。

（3）拆卸后反复使用。不仅防震性更好，使用方便，螺栓还具有独特的反复使用性，就目前的螺栓工艺来看，要想完全损坏的可能性还是比较小的，在多次拆卸螺栓之后，仍然不会破坏螺栓的正常工作。可见螺栓的反复使用性确实非传统铆钉能比拟的。

图2 普通螺纹的结构及受力图

图3 施必牢螺纹连接技术在车架上的应用

6 施必牢螺纹连接的应用趋势

跟传统的铆钉技术相比，施必牢螺纹技术抗震防松性更强，更换也更方便，同时也能够反复使用，受到越来越多汽车企业的青睐：

（1）对轻型卡车来说，车架仍以铆接加工为主，在无法铆接的局限部位采用施必牢螺纹连接技术，在性能上甚至更优于铆接。

（2）对重型卡车来说，越来越多的开始使用施必牢螺纹连接技术，在关键部位采用施必牢螺纹连接技术，比如吊耳座处、平衡轴支架处、减震器支架处等（见图3）。

7 结语

通过以上分析，就目前现状来看，未来几年内铆接技术在轻、中、重卡车架制造过程中还是占主导地位。但是发展趋势是与螺纹连接和焊接相结合取长补短灵活运用，施必牢螺纹连接也必会以其多种优点越来越受到各大汽车厂商的青睐，在关键部位发挥其重要作用，不断提升车辆的品质以及安全性。