汽车制动鼓失效原因分析及防止措施

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1、汽车制动鼓失效原因分析及防止措施赵永启1，赵远明2（1.山东浩信集团机械有限公司研发中心，山东潍坊261300；2.圣泉集团股份有限公司，山东济南250204）摘要：根据汽车制动鼓失效的各种现象分析制动鼓失效的原因和机理。从制动鼓设计和生产工艺两方面提出相应的改进措施，并着重就高w（C）量铸铁在制动鼓生产中的应用进行了详细的介绍。关键词：铸铁；制动鼓；开裂中图分类号：TG251.2文献标识码：A文章编号：1003－8345（2011）Z2－0065－06DOI：10.3969/j.issn.1003-8345.2011.z2.010FailureRe

2、asonAnalysisandPreventionMeasuresofAutomobileBrakeDrumZHAOYong-qi1,ZHAOYuan-ming2（1.ResearchandDevelopmentCenter,MachineryCo.Ltd.,ShandongHaoxinGroup,Weifang261300,China；2.JinanShengquanGroupCo.Ltd.,Jinan250204,China）Abstract:Basedonthevariousfailurephenomenaoftheautomobilebrak

3、edrum,thereasoncausingfailureandfailuremechanismwasanalyzed.Relevantimprovingmeasureswereproposedinbothrespectofbrakedrumdesignandtherespectofproductionprocess,andasthekeypoint,theapplicationofhighcarboncastironinbrakedrumproductionwasintroducedindetail.Keywords:castiron;braked

4、rum;cracking汽车制动鼓是汽车的重要保安件，也是汽车日常检修中首要检查部件，根据公司三包件的反馈信息，制动鼓失效主要有五种形式：开裂、龟裂、掉底、磨损过大、非正常磨损。铸件失效主要从两个方面考虑，一是铸件的材料成分和自身的强度；另一个是在一定工况条件下，材料组织的改变而引起的力学性能的改变。一般来说，铸件的力学性能主要取决于化学成分，又受外部环境（温度、冷却速度等）的影响。来自蹄铁的法向压力，一个是因旋转和蹄铁离合片产生的切向力。当去掉法向压力，制动鼓和蹄铁离合片之间的切向力也就不存在了；制动鼓和离合片摩擦产生大量的热，导致制动鼓温度升高，

5、而离合片和制动鼓的摩擦实际多是斑点状接触，接触面因受摩擦产生的热使该处组织发生相变，产生相变应力，降低了该处的抗热疲劳能力；同时，由于受热的不均匀，温度高的部位发生了相变，温度低的部位没有变化，而有的部位甚至尚未受到热的影响；相变产生应力，受热的不均匀也会产生应力，这些残余应力的存在，使得力学性能不均匀，在频繁的制动载荷作用下，产生有一定规律的裂纹（见图1、图2），裂纹多呈断续或连续状，从裂纹分布情况分析，裂纹主要是受切向力产生的。切向力作用在制动面上，对基体有撕裂的作用，对基体造成内应力，降低了材料的热疲制动鼓的失效分析1龟裂的分析制动鼓在工作时主

6、要受两个方向的力，一个是1.1收稿日期：2011－05－05修定日期：2011－06－03作者简介：赵永启（1969.2-），男，山东菏泽人，毕业于山东机械学校铸造专业，主要从事铸铁材料及工艺的铸造技术工作。问题与对策ProblemsandCountermeasures因也有两个方面：一是制动鼓材料自身强度差；二是在不合理的非正常外力作用下造成制动鼓开裂。制动鼓在工作状态下，在法兰部位因摩擦作用产生扭转力，这个力通过螺栓联结传递到车轮起到刹车制动的作用。当扭转力超过材料所能承受的强度时，制动鼓便在法兰部位出现裂纹开裂，甚至掉底（图4、图5）。另一情况

7、是在零部件装配时，因装配配合的不合理，造成局部应力集中，该应力的频繁作用造成该部位破裂失效。关于磨损过大的失效磨损过大的失效主要是指制动鼓的工作带在频1.4劳强度，便产生连续或不连续的裂纹，由于裂纹不是完全与制动鼓轴线平行的，随着裂纹的不断延伸，裂纹相互交叉连接形成网状，即通常说的龟裂，严重的裂纹造成开裂。另一方面，灰铁制动鼓在工作状态下产生相变。内部组织的相变主要受温度变化的影响，制动鼓工作时产生的温度最高可达850℃～900℃，这个温度足以造成组织相变，主要发生的相变有：（1）在800℃附近或略低于800℃，共晶碳化物分解为石墨和铁素体；（2）珠

8、光体和铁素体在800℃以上转变为奥氏体；（3）奥氏体在快速冷却时转变为马氏体[1]。关于制动鼓开裂的问题制动