Листовая рессора автотранспортного средства

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к листовым рессорам автотранспортных средств. Сущность изобретения заключается в том, что листовая рессора автотранспортного средства содержит несколько рессорных листов, выполненных из закаленной и отпущенной стали одинаковой ширины и разной длины с постоянным или переменным продольным профилем. Каждый рессорный лист выполнен из углеродистой конструкционной стали пониженной прокаливаемости, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи. Микроструктура по поперечному сечению листа в зависимости от его толщины представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 52-57 HRСэ, или представляет собой отпущенный мартенсит поверхностного слоя с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 54-60 HRCэ, и троостит, троостосорбит или сорбит сердцевины листа с твердостью 25-47 HRCэ. Техническим результатом является обеспечение высокой прочности, долговечности и снижение себестоимости. 2 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к листовым рессорам автотранспортных средств.

Известна листовая рессора автотранспортного средства, содержащая несколько рессорных листов, выполненных из закаленной и отпущенной стали одинаковой ширины и разной длины с постоянным или переменным продольным профилем (см. ГОСТ 3396 90).

Однако известная листовая рессора автотранспортного средства, выполненная из стали 50ХГФА или из стали 60С2А, обладает недостаточной долговечностью при заданной грузоподъемности автотранспортного средства, не позволяет получить увеличение его грузоподъемности при сохранении требуемой долговечности, при этом известная рессора, выполненная, например, из стали 50ХГФА или из стали 60С2А, имеет достаточно высокую стоимость изготовления.

Технической задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков известной листовой рессоры и создание листовой рессоры автотранспортного средства высокой прочности, позволяющей при своем использовании увеличить долговечность при одновременном сохранении грузоподъемности автотранспортного средства, увеличить грузоподъемность автотранспортного средства при сохранении одинаковой долговечности с известной рессорой, снизить стоимость ее изготовления по сравнению с известной рессорой при равных количестве и размерах рессорных листов в них. Кроме того, ставится задача создания листовой рессоры автотранспортного средства равной прочности с известной рессорой, позволяющей при своем использовании обеспечить равные с ней долговечность и грузоподъемность автотранспортного средства, при этом снизить ее вес по сравнению с известной рессорой за счет уменьшения количества рессорных листов в ней и одновременно уменьшить стоимость ее изготовления.

Технический результат достигается тем, что предложена листовая рессора автотранспортного средства, содержащая несколько рессорных листов, выполненных из закаленной и отпущенной стали одинаковой ширины и разной длины с постоянным или переменным продольным профилем, отличительной особенностью которой является то, что каждый рессорный лист выполнен из углеродистой конструкционной стали пониженной прокаливаемости, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом микроструктура по поперечному сечению листа в зависимости от его толщины представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 52-57 HRCэ, или представляет собой отпущенный мартенсит поверхностного слоя с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 54-60 HRCэ, и троостит, троостосорбит или сорбит сердцевины листа с твердостью 25-47 HRCэ.

Экспериментальные стендовые сравнительные испытания известной и предложенных листовых рессор автотранспортного средства показали, что с использованием всех отличительных признаков созданы конструкции листовой рессоры высокой прочности и листовой рессоры равной прочности.

Первая из них обладает повышенной в 1,5-2 раза долговечностью при той же грузоподъемности автотранспортного средства или повышенной на 10-20% грузоподъемностью автотранспортного средства при той же долговечности. При этом предложенная рессора имеет одинаковую с известной рессорой массу.

Вторая - обладает одинаковой с известной рессорой долговечностью и грузоподъемностью автотранспортного средства. При этом имеет массу на 20-30% ниже массы известной рессоры.

Кроме того, было достигнуто значительное снижение стоимости изготовления предложенных листовых рессор.

Для проведения экспериментальных стендовых сравнительных испытаний известной и преложенных листовых рессор были изготовлены задние листовые рессоры автомобиля КАМАЗ 4310 и автомобиля КАМАЗ 55111. При этом стендовые циклические испытания предложенной и известной конструкций рессор производили на прессе статических и динамических испытаний рессор типа МАВ-40 при напряжении поджатия 100 МПа и следующих максимальном напряжении и амплитуде изменения напряжений: 1. Листовая рессора высокой прочности: а) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 4310 а = 301,7 МПа; mах = 724,6 МПа б) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 55111 а = 299,1 МПа; mах = 699,6 МПа 2. Листовая рессора равной прочности: а) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 4310 а= 299,9 МПа; mах = 815,4 МПа
б) задняя рессора автомобиля КАМАЗ 55111
а= 308,6 МПа; mах = 796,7 МПа
3. Известная листовая рессора автомобиля КАМАЗ 4310 и автомобиля КАМАЗ 55111
а= 300 МПа; mах = 760 МПа,
где а - амплитуда изменения напряжений;
max - максимальное напряжение.

Испытания на долговечность проводили до поломки одного из листов рессоры.

Результаты экспериментальных стендовых испытаний известной и предложенных конструкций листовых рессор автотранспортного средства приведены в таблице 1 и в таблице 2.

Предложенная листовая рессора имеет традиционную конструкцию, которая не требует дополнительных графических пояснений.

Эксплуатация предложенной листовой рессоры автотранспортного средства является стандартной и не отличается от существующей в настоящее время.

Следует отметить, что изготовление предложенной листовой рессоры автотранспортного средства из углеродистой конструкционной стали пониженной прокаливаемости целесообразнее изготовления известной листовой рессоры из традиционных материалов и по традиционной технологии из-за низкой стоимости стали пониженной прокаливаемости, значительно низких трудозатрат при термической обработке рессорных листов, а также за счет повышения качества ее изготовления.

Содержание химических элементов в стали пониженной прокаливаемости, а также технология изготовления предложенной листовой рессоры автотранспортного средства из нее является предметом "НОУ-ХАУ", но при этом не требует для своего воплощения создания сложного технологического оборудования и привлечения больших материальных затрат.

Формула изобретения

Листовая рессора автотранспортного средства, содержащая несколько рессорных листов, выполненных из закаленной и отпущенной стали одинаковой ширины и разной длины с постоянным или переменным продольным профилем, отличающаяся тем, что каждый рессорный лист выполнен из углеродистой конструкционной стали пониженной прокаливаемости, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом микроструктура по поперечному сечению листа в зависимости от его толщины представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 52-57 НRСэ, или представляет собой отпущенный мартенсит поверхностного слоя с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов и твердостью 54-60 НRСэ, и троостит, троостосорбит или сорбит сердцевины листа с твердостью 25-47 НRСэ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2