1、储气筒卡箍失效分析及改进 摘 要：通过对储气筒卡箍化学成分检验、金相分析及扫描电镜断口分析，结果表明：由于储气筒卡箍与支架连接处产生应力集中，产生裂纹，最终导致疲劳断裂。通过分析，采用增加橡胶垫予以改进。 关键词：重型汽车；储气筒卡箍；疲劳断裂 1 概述 售后市场反馈，用户行驶过程中储气筒卡箍发生断裂，导致储气筒脱落，部分用户自行采用铁丝绑定。断裂卡箍形貌如图1所示，卡箍断裂位置一致。通过对装配位置分析，卡箍沿储气筒周向将其固定于托架上，卡箍断裂发生在托架上侧、与托架棱边线接触处同位置，如图2所示。 2 理化检验 2.1 宏观断口分析 断裂处附近局部形貌见图3，肉眼观察，失效卡箍钢带其表面漆膜
2、较为完整，弧形内侧均有不同程度的磨损，未见明显的折弯、扭曲等异常变形；断裂零件断口较为平齐，大致与其长度方向垂直断口，附近无宏观塑性变形，断口平齐，断面上隐约可见疲劳辉线，断面有轻微腐蚀产物。 2.2 微观断口分析 在扫描电镜下观察：断口起裂区可见明显疲劳条带，见图4。 2.3 硬度检查 失效零件硬度平均为147HV10。 2.4 拉力试验 拉力试验结果见表1。 2.5 化学成分 失效卡箍化学成分如表2所示，零件材质与标准要求20#钢相符。 2.6 金相组织 在零件断裂部位附近进行显微组织检查。断裂卡箍断口附近基体组织为铁素体+链状渗碳体，见图5。 从储气筒卡箍的断口分析表明，失效件为典型的微
3、动疲劳断裂，疲劳源产生于储气筒卡箍与托架线接触区。托架为冲压件，储气筒支架焊接板棱边为直角，其棱边刃口较为锋利，与卡箍刚性接触，导致整车运行时储气筒卡箍沿着宽度方向受到横向剪切力，与储气筒接触区形成明显的应力集中，产生疲劳裂纹，随着车辆行驶过程中的颠簸，受到叠加的冲击力，最终失稳断裂。 3 改进措施 失效分析表明：储气筒卡箍裂纹源的产生主要由于储气筒卡箍与支架连接处产生应力集中；故在此处增加橡胶垫，一方面解决了横向剪切现象，另一方面可以对行驶的瞬时冲击力有适当的缓冲。同时，将卡箍拧紧螺栓也做了加长螺纹，填补增加垫片后的间隙。 4 结束语 （1）储气筒卡箍的材料、组织特征符合技术要求。 （2）卡箍的断裂是由于在装配过程中，受到储气筒支架棱边的剪切产生裂纹，在随后的服役过程中发生疲劳断裂。 （3）通过加装橡胶垫片，防止支架棱边对卡箍的剪切力，并起到缓冲作用，从根本上杜绝断裂隐患。第 3 页 共 3 页
