商用汽车空气悬架推力杆用橡胶铰接头标准(XXXX0605).docx
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1、 GB/T XXXXX-XXXX商用汽车空气悬架推力杆用橡胶铰接头1 范围本标准规定了商用汽车空气悬架推力杆用橡胶铰接头的产品结构、规格、技术要求、试验方法、检验规则、标志和包装。本标准适用于商用汽车空气悬架推力杆橡胶铰接头,汽车用其它橡胶铰接头可以参照本标准执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 224 钢的脱碳层深度测定法GB/T 226 钢的
2、低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部份 室温试验方法GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法GB/T 230.1 金属洛氏硬度试验第1部份GB/T 231.1 金属布氏硬度试验第1部份GB/T 233 金属材料顶锻试验方法GB/T 528 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T 529 硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定GB/T 531 橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T 699 优质碳素结构钢GB/T 1222 弹簧钢GB/T 1591 低合金高强度结构钢GB/T 1682 硫化橡胶低温脆性的测定(单样试验)GB/T 1804 一般公
3、差 未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 3077 合金结构钢GB/T 3512 硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T 3672 橡胶制品的公差 HG/T3090 模压和压出橡胶制品外观质量的一般规定GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)GB/T 5677 铸钢件射线照相检测GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法GB/T 6414 铸件尺寸公差与机械加工余量GB/T 7759 硫化橡胶、热塑性橡胶 常温、高温和低温下压缩永久变形的测定GB/T 7762 硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验GB/T 9286 色漆和清漆漆膜的划格试
4、验GB/T 9865.1 硫化橡胶或热塑性橡胶样品和试样的制备 第一部分:物理试验GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验GB/T 11211 硫化橡胶或热塑性橡胶与金属粘合强度的测定二板法GB/T 12362 钢质模锻件公差及机械加工余量GB/T 13320 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法GB/T 15256 硫化橡胶低温脆性的测定(多试样法)GB/T 15822.1无损检测 磁粉检测GB/T 17107 锻件用结构钢牌号和力学性能GB/T XXXX 商用汽车空气悬架术语GB/T XXXX 商用汽车空气悬架系统设计规范3 术语与定义3.1 推力杆橡胶铰接头 由橡胶与金属粘结或橡胶
5、与金属组合压缩装配而成,以橡胶体的变形形成铰接功能,连接推力杆具有缓冲作用的部件。3.2 芯轴 推力杆橡胶铰接头中作为中心枢轴的金属结构。3.3 承载负荷通过推力杆橡胶铰接头传递的力称为承载负荷,伴随有相应的位移或变形。又分为:3.3.1 径向负荷 所承受的力的作用线垂直于芯轴中心线,该作用力称为径向负荷,相应的位移或变形称为径向位移或径向变形。3.3.2 轴向负荷 所承受的力的作用线通过芯轴中心线,该作用力称为轴向负荷,相应的位移或变形称为轴向位移或轴向变形。3.4. 承载刚度承载负荷的增量与相应位移或变形的增量的比值称为承载刚度。又分为:3.4.1 径向刚度径向负荷增量与径向位移(或变形)
6、增量的比值。3.4.2 轴向刚度轴向负荷增量与轴向位移(或变形)增量的比值。3. 5 工作负荷推力杆橡胶铰接头在装车正常使用条件下,即:以车辆额定载荷,在典型路况、常用车速工况下行驶,在限定里程内所测到的交变不等幅承载负荷的峰值均方根值。3.5.1 径向工作负荷垂直于芯轴中心线的工作负荷。3.5.2 轴向工作负荷沿着芯轴中心线的工作负荷。3.6最大负荷推力杆橡胶铰接头在装车正常使用条件下,即:以车辆额定载荷,在典型路况、常用车速工况下行驶,在限定里程内所测到的最大承载负荷;或者,在正常使用条件下可能遇到的特殊工况,如上、下坡,最强驱动或制动,碰撞障碍,悬架极限跳动或侧倾时测到的最大承载负荷。这
7、两者的最大值称为最大负荷。3.6.1 最大径向负荷垂直于芯轴中心线的最大负荷。3.6.2 最大轴向负荷沿着芯轴中心线的最大负荷。3.7 转角推力杆摆动时,推力杆座(外圈)相对芯轴的角位移称为转角,因橡胶体变形伴随有对应的阻力矩。可分为:3.7.1 扭转角推力杆座(外圈)绕芯轴中心线旋转的转角称为扭转角,对应的阻力矩称为扭转力矩。3.7.2 偏转角推力杆座(外圈)绕芯轴中心线的垂线旋转的转角称为偏转角,对应的阻力矩称为偏转力矩。3.8 旋转角刚度推力杆橡胶铰接头产生转角后,其阻力矩增量与转角增量的比值称为旋转角刚度。又分为:3.8.1 扭转角刚度扭转力矩增量与扭转角增量的比值。3.8.2 偏转角
8、刚度偏转力矩增量与偏转角增量的比值。3.9 工作转角推力杆橡胶铰接头在装车正常使用条件下,即:以车辆额定载荷,在典型路况、常用车速工况下行驶,在限定里程内所测到的交变不等幅转角的峰值均方根值。又分为:3.9.1 工作扭转角绕芯轴中心线旋转的工作转角。3.9.2 工作偏转角绕芯轴中心线的垂线旋转的工作转角。3.10 最大转角在悬架极限动行程,包括上跳和下跳行程,以及极限侧倾角工况下,推力杆橡胶铰接头可能达到的转角。包括:3.10.1 最大扭转角在悬架极限动行程,即上跳和下跳极限行程中,推力杆摆动最大时,橡胶铰接头可能达到的扭转角。3.10.2 最大偏转角在左、右悬架极限上跳、下跳动行程所确定的极
9、限侧倾条件下,推力杆橡胶铰接头可能达到的偏转角,一般为极限侧倾角之半。3.11 许用承载负荷一般称为承载能力,为最大负荷的1.21.5倍,由生产厂家根据使用条件(例如实际测到的工作负荷、最大负荷),以及橡胶铰接头的尺寸、材质和疲劳寿命的要求等因素来确定,并标注在图纸、样本或技术文件上。应区分径向或轴向的承载能力,如无特殊注明,则认定为径向承载能力。3.12 许用转角为最大转角的1.21.5倍,由生产厂家根据橡胶铰接头的结构特点、尺寸、材质、疲劳寿命等因素以及用户的设计要求来确定,并标注在图纸、样本或技术文件上。应区分:3.12.1 许用扭转角应达到最大扭转角的1.21.5倍。3.12.2 许用
10、偏转角应达到最大偏转角的1.21.5倍。3.13 极限负荷橡胶铰接头进行极限强度试验失效时所达到的负荷称为极限负荷,包括径向和轴向,极限负荷必须大于许用承载负荷,即大于承载能力。3.14 极限转角橡胶铰接头进行极限强度试验失效时所达到的转角称为极限转角,包括扭转和偏转,极限转角必须大于许用转角。3.15 失效橡胶铰接头出现以下征状之一者,则判断为失效:a)橡胶体产生裂纹,而且长度大于裂纹所在直径位置的1/3周长,同时深度大于橡胶体厚度的1/3。b)橡胶体与金属件的粘结发生剥离,长度大于黏结位置的1/3周长,同时深度大于橡胶体厚度的1/3。c)橡胶体与芯轴或外套发生滑转。d)橡胶体破碎、掉渣。e
11、)橡胶体发生塑性变形,不能回弹。f)与初始状态对比,静刚度变化率超过30。g)金属件之间发生干涉,阻止橡胶铰接头进一步位移(或角位移)和变形。h)金属件包括芯轴、端盖、弹性挡圈、外套等产生裂纹或断裂;或者压配部位松动、弹性挡圈脱落。 3.16 静刚度变化率静刚度和初始状态静刚度的差值,与初始状态静刚度的比值,用百分比表示。包括径向刚度、轴向刚度、扭转角刚度和偏转角刚度变化率。4 橡胶铰接头分类根据橡胶铰接头中橡胶与金属的结合方法,分为粘结式、粘结压装式、压装式。在压装方式中又可分为轴向压装式和径向压装式。4.1 粘结式橡胶与芯轴、外套借助硫化粘结成为一体,见图A.1。由于硫化后橡胶产生收缩,使
12、橡胶体内存在收缩拉应力,对疲劳寿命不利。4.2 粘结压装式橡胶与芯轴,或者同时与外套粘结在一起,再压装进入推力杆座安装孔内,实现两者的有效连接。这样,橡胶体内存在较大的压缩预应力,对疲劳寿命有利。4.2.1粘结后轴向压装式橡胶只与芯轴粘结,自由状态下橡胶体的外径小于推力杆座安装孔内径,而轴向尺寸过盈。借助压缩端盖使橡胶体轴向变形并导致径向膨胀,产生很大涨紧力实现橡胶与推力杆座的有效连接,见图A.2、图A.3。其中图A.2的芯轴为双螺栓固定式(简支梁);图A.3的芯轴为锥销固定式(悬臂梁)。4.2.2粘结后径向压装式橡胶与芯轴、外套都粘结,自由状态下外套的外径大于推力杆座安装孔的内径。借助导向工
13、具将外套压入推力杆座,因很大过盈量使橡胶体产生径向变形,实现两者的有效连接,见图A.4、图A.5。其中,图A.4的外套在压装前开3个切口,压装后橡胶体产生较大的压缩预应力;图A.5的外套不开口,而且厚度很薄,先靠滚压或其它工艺方法使外套连同橡胶的外径缩小,再以较小的过盈量将金属外套压入推力杆座安装孔内。4.3 压装式橡胶体为单独零件,压装进入推力杆座或内、外套之后,借助变形产生很大的涨紧力实现橡胶体与金属件的有效连接。4.3.1轴向压装式橡胶体外径一般成锥形,分成两件,与推力杆座内锥孔相配。轴向尺寸留有一定过盈量,借助端盖或垫板将橡胶衬套压缩到位,产生很大涨紧力实现橡胶体与推力杆座的有效连接,
14、见图A.6、图A.7。其中,图A.6用单螺母固定,一般用在尺寸较小的铰接头;图A.7用3个小螺栓固定,一般用在尺寸很大的铰接头。4.3.2径向压装式橡胶衬套的内径与芯轴或内套管为松配合,外径比推力杆座或外套管的安装孔径大很多,而轴向尺寸相对较短。借助导向工具将橡胶衬套压入安装孔,外径缩小,轴向拉长,产生很大的径向涨紧力实现两者的有效连接,见图A.8。这种结构只能用于厚宽比很小的橡胶铰接头,适用于扭转角和偏转角都很小,即杆长很长的导向杆或钢板弹簧卷耳。否则,会由于橡胶失稳而从安装孔脱出。5 技术要求5.1芯轴要求5.1.1芯轴采用锻造或机械加工而成。锻件材料符合GB/T17107或GB/T699
15、的规定,机加工材料应符合GB/T3077或GB/T699规定;锻件或机加工件的外观质量、几何尺寸和公差应符合产品图样和相关技术文件的要求。5.1.2锻件未注公差按GB/T12362执行,锻件非加工表面存在折叠、裂纹时,必须打磨清除。清除的表面必须圆滑过渡,打磨宽度不小于深度的6倍,长度应在两端超出缺陷长度3mm以上。打磨允许深度不得大于GB/T 12362中第3.2.14条的规定。5.1.3 锻造坯料必须调质处理,锻件脱碳层厚度不允许超过0.2mm。5.1.4锻件的低倍组织和晶粒度的要求应符合以下规定:5.1.4.1 流线方向应基本沿受检面外形分布,不允许有穿流和严重的涡流;5.1.4.2 不
16、允许有任何的白点;5.1.4.3 晶粒度测定方法按GB/T6394的规定执行,晶粒度必须达到5级要求。5.1.5 锻件按100%的比例进行无损探伤,探伤按GB/T 15822验收,缺陷程度不得超过II级要求。5.1.6锻件不允许任何形式的焊补。5.1.7 机加工件的未注公差按GB/T1804执行。5.2橡胶材料及其性能5.2.1 主体材料:天然橡胶或天然橡胶与其它橡胶并用的橡胶材料。5.2.2 橡胶与金属粘结部位不允许有剥离和其它缺陷存在。5.2.3 橡胶材料的各项性能要求见表1。如果橡胶材料的硬度不在表1的范围内,允许仅参照表1规定基本性能项目要求,其相应的性能参数指标符合规定程序批准的相关
17、技术文件中的规定。特殊使用环境,由客户和生产厂家协商确定。表1 橡胶材料的性能性 能指 标单 位试验标准常规试验型式试验硬 度655 Shore AGB/T531拉伸强度20MPaGB/T528扯断伸长率350%GB/T528无割口直角撕裂强度40kN/mGB/T529低温脆性-40GB/T15256-压缩永久变形(7024h)32%GB/T7759-热老化(70168h)硬度变化0-10Shore AGB/T3512-拉伸强度14MPa扯断伸长率250%耐臭氧性能(48h50pphm,40,拉伸20%)无龟裂-GB/T7762-橡胶与金属粘接强度4 MPaGB/T11211-5.3 外观质量
18、要求5.3.1 组成橡胶铰接头的金属零件不允许有尖角、毛刺和锈蚀。5.3.2 橡胶铰接头橡胶外观质量按HG/T3090执行,外表面不得有缺胶、气泡、裂口、损伤或异物混入胶层。5.4橡胶铰接头产品性能5.4.1橡胶铰接头产品的生产厂家应在图纸、样本和技术文件上标明其承载刚度、旋转角刚度及其允许偏差,包括径向刚度、轴向刚度、扭转角刚度、偏转角刚度,其中主要是径向刚度和扭转角刚度。承载刚度和旋转角刚度值借助静刚度试验测到。5.4.2橡胶铰接头产品的生产厂家应在图纸、样本和技术文件上标明其许用承载负荷(即承载能力)和许用转角,包括许用径向负荷、许用轴向负荷、许用扭转角、许用偏转角,其中主要是许用径向负
19、荷和许用扭转角。许用承载负荷和许用转角借助对应的疲劳寿命试验和极限强度试验来判定是否达标。5.4.3橡胶铰接头产品耐盐雾腐蚀试验后,橡胶体与金属粘结处不能有剥离、裂纹等现象。具体要求应符合相关技术文件的规定。5.4.4橡胶铰接头产品在正常使用期限内不允许出现失效现象,详见3.15的规定。6 试验6.1 试验项目和方法6.1.1 金属材料性能试验6.1.1.1 金属材料材质分析按GB/T4336执行。6.1.1.2金属材料拉伸性能试验按GB/T228执行。6.1.1.3金属材料耐盐雾性能试验按GB/T10125执行。6.1.2 橡胶材料性能试验橡胶材料性能试验方法按表1所列标准执行。6.1.3
20、橡胶铰接头产品的性能和可靠性试验6.1.3.1静刚度性能试验按附录B执行,包括:径向刚度试验、轴向刚度试验、扭转角刚度试验、偏转角刚度试验。6.1.3.2疲劳寿命试验按附录C执行,包括:径向疲劳试验、轴向疲劳试验、扭转疲劳试验、偏转疲劳试验以及复合加载疲劳试验。注:以上不同疲劳试验项目允许更改试样。但是,除复合加载疲劳试验之外,在某一单项达到规定的循环疲劳次数不失效条件下,允许利用原试样继续进行第二项甚至第三项试验,不失效之前的所有循环次数均有效。最后一项试验达不到规定的循环次数,可更换新试样重新进行该项试验,但之前的一项或几项试验结果仍有效。6.1.3.3极限强度试验按附录D执行,包括:径向
21、极限强度试验、轴向极限强度试验、扭转极限强度试验、偏转极限强度试验。6.2 试验准备2能 。法25616821-1993 橡胶材料性能试验的试样按GB/T6038制备。有特殊要求时,按规定的技术文件从产品的本体取样。7 检验规则7.1 检验分类7.1.1 原材料检验橡胶铰接头加工用原材料及外协加工件进厂时,应进行验收检验。原材料检验应满足表2的要求,并附有每批进料的材质证明。表2 橡胶铰接头用原材料的检验要求项目检验内容检验周期要求橡胶物理机械性能每批胶料均做硬度、拉伸性能检验;每半年做一次撕裂性能、低温脆性、热空气老化、粘结强度、恒定压缩永久变形、耐臭氧老化及技术文件规定的其它性能检验产品技
22、术要求金属材质和物理机械性能每批金属加工件产品技术要求7.1.2 例行检验橡胶铰接头例行检验为每批产品交货前应进行的检验。例行检验由生产厂家的质检部门进行,按产品技术条件要求确认合格后方可出厂,出厂时应附有产品质量合格证明文件。橡胶铰接头例行检验应按表3的项目、内容和要求执行。表3 橡胶铰接头例行检验要求项目检验内容要求外型尺寸几何尺寸及其偏差产品技术要求外观质量外观缺陷产品技术要求产品性能径向刚度试验扭转、偏转极限强度试验产品技术要求7.1.3 型式检验当橡胶铰接头在下列情况之一时应进行型式检验:a) 新产品鉴定或定型产品鉴定时;b) 连续生产每满二年时;c) 停产超过一年再次恢复生产时;d
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