1.本发明属于车悬架系统技术领域，具体地说是一种钢板弹簧总成紧固结构。


背景技术：

2.重型商用车后悬架系统一般采用平衡悬架，平衡悬架系统中间布置平衡轴总成，钢板弹簧总成布置在平衡轴总成两侧的平衡轴壳上，其两端自由搭接在中后桥的滑板座上，实现了车架总成和车桥总成的连接。钢板弹簧总成作为重型汽车的主要承载元件，其安装紧固方式影响着钢板弹簧的可靠性和寿命，进而影响着车桥总成和车架总成之间载荷传递的可靠性。尤其对于超重型汽车用多片钢板弹簧，恶劣路况下钢板弹簧的反复形变和片间相对运动往往造成其连接机构的失效。传统的钢板弹簧连接方式为骑马螺栓固定，多片钢板弹簧往往采用双骑马螺栓或四骑马螺栓结构进行紧固连接，该连接方式在公路车和一般载重车辆上应用较为可靠，但在大吨位恶劣路况运行下的重型自卸车辆上，钢板弹簧变形和片间摩擦往往导致骑马螺栓连接松动，引起骑马螺栓夹紧力丧失，造成骑马螺栓在u形过渡处因为应力集中而频繁断裂。
3.对于四骑马螺栓结构，在安装紧固时，骑马螺栓的u形处与设置在平衡轴壳上的u形凹槽贴合，另一端则通过螺母固定在钢板弹簧总成上端的板簧压块上，因为空间限制和钢板弹簧夹紧刚度要求，四骑马螺栓也采用固定角度倾斜的布置方式，这种情况下因为平衡轴壳凹槽是铸造毛坯面，骑马螺栓也是锻造毛坯面，其形状和位置公差难以控制，u形过渡处的配合经常出现点接触或线接触的情况，严重影响了骑马螺栓夹紧的可靠性，是骑马螺栓松动的主要原因。另一方面，对于大吨位的重型自卸车，因为承载能力和刚度的要求，钢板弹簧总成片数较多片厚较大，要求的骑马螺栓夹紧力也较大，因此骑马螺栓直径也相应增大，有的直径需要30mm或以上，这种情况下的骑马螺栓在生产制造时成型难度极大，即使能够成型，安装拧紧时其在u形过渡处也存在很大的应力集中，事实证明骑马螺栓的主要故障就是在u形过渡处频繁断裂。另外，因为骑马螺栓为固定角度的倾斜布置方式，其螺纹端穿过板簧压块的对应孔由螺母拧紧固定，板簧压块的螺母安装面也必须设置一定角度，但骑马螺栓同时夹紧平衡轴壳、钢板弹簧总成和板簧压块，上述件的高度尺寸都存在很大的公差，故无法确保设置在板簧压块上的角度能够和骑马螺栓倾斜的角度完全配合，同样也无法保证骑马螺栓在拧紧后能完全垂直于板簧压块上的螺母贴合面，故螺母在拧紧后很难完全贴合其压紧面，这是螺栓连接方式里面的很大的缺陷，往往会造成螺栓螺母的松动，而最终导致螺栓连接失效。
4.大吨位重型自卸车骑马螺栓的松动断裂现象是困扰行业的一大难题，而钢板弹簧总成因紧固结构失效导致的断裂现象频发，这给用户和社会造成了很大的经济损失，钢板弹簧总成的连接失效极限情况下会导致车辆的失控，给驾驶员和道路行人的生命安全造成较大威胁。


技术实现要素：

5.为解决重型车辆骑马螺栓频繁松动导致的钢板弹簧频繁断裂的问题，本发明提供一种钢板弹簧总成紧固结构。
6.本发明是通过下述技术方案来实现的：
7.一种钢板弹簧总成紧固结构，包括钢板弹簧总成、板簧压块、平衡轴壳、直杆螺栓及紧固螺母；所述板簧压块及平衡轴壳在钢板弹簧总成的上下两端分别居中设置，所述直杆螺栓在钢板弹簧总成的两侧呈倾斜设置，直杆螺栓贯穿板簧压块及平衡轴壳并通过紧固螺母紧固安装；所述板簧压块的顶面及平衡轴壳的底面均设有球面凹槽，且球面凹槽与紧固螺母之间设有球形垫圈。
8.由直杆螺栓代替传统的骑马螺栓，解决了折弯过渡处应力集中的问题；再由球形垫圈与球面凹槽配合，在直杆螺栓拧紧过程中，两个球形垫圈可以自动定心找位，从而补偿了零件生产制造装配引起的累计公差尺寸，确保了螺栓头端部、螺母端面能够和球形垫圈端面完全贴合，提高了钢板弹簧总成的紧固可靠性，大大提高了钢板弹簧总成的使用寿命。
9.本发明的进一步改进还有，上述板簧压块及平衡轴壳的四个角分别均布有至少两个允许所述直杆螺栓穿过的第一螺孔及第二螺孔。以保证在直杆螺栓与紧固螺母的配合下，提高对钢板弹簧总成的夹紧刚度。
10.本发明的进一步改进还有，上述钢板弹簧总成两侧的第一螺孔及第二螺孔均沿该钢板弹簧总成的长度方向上分布。有效增加了对钢板弹簧总成收紧作用的辐射面积，以及连接强度。
11.本发明的进一步改进还有，上述球面凹槽分别设置于所述第一螺孔及第二螺孔的边沿处。在紧固螺母与球形垫圈相接触时，提高球形垫圈在球面凹槽内自动定心找位的精度。
12.本发明的进一步改进还有，上述板簧压块的上表面设有与紧固螺母的轴心线相垂直的第一倾斜面；所述平衡轴壳的下表面设有与紧固螺母的轴心线相垂直的第二倾斜面。以分别提高紧固螺母安装面与板簧压块及平衡轴壳之间的有效接触面积，从而提升紧固螺母松脱的难度。
13.本发明的进一步改进还有，上述第一倾斜面内设有增加所述板簧压块结构强度的加强凸起，该加强凸起与钢板弹簧总成相对应，且加强凸起的顶面为弧形面。通过加强凸起以实现对板簧压块的结构强度提升，避免出现板簧压块的形变降低对钢板弹簧总成夹紧强度的情况。
14.本发明的进一步改进还有，上述球形垫圈靠近紧固螺母一侧的内孔边沿呈与该紧固螺母相配合的倒角。通过球形垫圈上的倒角，避免该处对支杆螺栓根部造成干涉。
15.本发明的进一步改进还有，上述平衡轴壳的顶面为平面，且平衡轴壳的顶面设有限制钢板弹簧总成在宽度方向上移动的限位块。通过限位块对钢板弹簧总成的安装形成快速定位。
16.从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：由直杆螺栓代替传统的骑马螺栓，解决了折弯过渡处应力集中的问题；再由球形垫圈与球面凹槽配合，在直杆螺栓拧紧过程中，两个球形垫圈可以自动定心找位，从而补偿了零件生产制造装配引起的累计公差尺寸，确保了螺栓头端部、螺母端面能够和球形垫圈端面完全贴合，提高了钢板弹簧总成的紧
固可靠性，大大提高了钢板弹簧总成的使用寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明具体实施方式的第一结构示意图。
19.图2为本发明具体实施方式的第二结构示意图。
20.图3为本发明具体实施方式的第三结构示意图。
21.图4为本发明具体实施方式的a部放大示意图。
22.图5为本发明具体实施方式的b部放大示意图。
23.图6为本发明具体实施方式的板簧压块的结构示意图。
24.图7为本发明具体实施方式的板簧压块的剖面结构示意图。
25.图8为本发明具体实施方式的平衡轴壳的结构示意图。
26.图9为本发明具体实施方式的平衡轴壳的剖面结构示意图。
27.图10为本发明具体实施方式的c部放大示意图。
28.图11为本发明具体实施方式的球形垫圈结构示意图。
29.图12为本发明具体实施方式的球形垫圈剖面结构示意图。
30.附图中：1、钢板弹簧总成，2、板簧压块，21、第一螺孔，22、加强凸起，23、第一倾斜面，3、平衡轴壳，31、第二螺孔，32、平衡轴安装孔，33、第二倾斜面，34、限位块，4、直杆螺栓，5、紧固螺母，6、球形垫圈，61、倒角，7、球面凹槽。
具体实施方式
31.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
32.如附图所示，一种钢板弹簧总成紧固结构，包括钢板弹簧总成1、板簧压块2、平衡轴壳3、直杆螺栓4及紧固螺母5。
33.所述板簧压块2及平衡轴壳3在钢板弹簧总成1的上下两端分别居中设置，所述板簧压块2及平衡轴壳3的四个角分别均布有至少两个允许所述直杆螺栓4穿过的第一螺孔21及第二螺孔31。以保证在直杆螺栓4与紧固螺母5的配合下，提高对钢板弹簧总成1的夹紧刚度。所述钢板弹簧总成1两侧的第一螺孔21及第二螺孔31均沿该钢板弹簧总成1的长度方向上分布。有效增加了对钢板弹簧总成1收紧作用的辐射面积，以及连接强度。相对应的第一螺孔21的轴心线与第二螺孔31的轴心线处于同一直线上。能够最大程度避免支杆螺栓穿入时的干涉现象发生。
34.所述直杆螺栓4在钢板弹簧总成1的两侧呈倾斜设置，直杆螺栓4贯穿板簧压块2及平衡轴壳3并通过紧固螺母5紧固安装；所述板簧压块2的顶面及平衡轴壳3的底面均设有球面凹槽7，且球面凹槽7与紧固螺母5之间设有球形垫圈6。所述球面凹槽7分别设置于所述第
一螺孔21及第二螺孔31的边沿处。在紧固螺母5与球形垫圈6相接触时，提高球形垫圈6在球面凹槽7内自动定心找位的精度。
35.所述钢板弹簧总成1两侧的第一螺孔21及第二螺孔31呈对称设置，且在钢板弹簧总成1同侧的两个角上分布的第一螺孔21及第二螺孔31也呈对称设置。以实现对钢板弹簧总成1两端部提供相同的紧固安装结构。
36.所述球形垫圈6靠近紧固螺母5的一面为平面，以提高紧固螺母5与球形垫圈6的接触面积。
37.所述球形垫圈6靠近紧固螺母5一侧的内孔边沿呈与该紧固螺母5相配合的倒角61。通过球形垫圈6上的倒角61，避免该处对支杆螺栓根部造成干涉。
38.所述球形垫圈6靠近紧固螺母5的一面为平面，以提高紧固螺母5与球形垫圈6的接触面积。
39.所述板簧压块2的上表面设有与紧固螺母5的轴心线相垂直的第一倾斜面23；所述平衡轴壳3的下表面设有与紧固螺母5的轴心线相垂直的第二倾斜面33。以分别提高紧固螺母5安装面与板簧压块2及平衡轴壳3之间的有效接触面积，从而提升紧固螺母5松脱的难度。
40.所述第一倾斜面23整体呈由板簧压块2顶面的中部下凹的弧形槽，所述弧形槽内设有增加所述板簧压块2结构强度的加强凸起22，该加强凸起22与钢板弹簧总成1相对应，且加强凸起22的顶面为弧形面。通过加强凸起22以实现对板簧压块2的结构强度提升，避免出现板簧压块2的形变降低对钢板弹簧总成1夹紧强度的情况。
41.所述平衡轴壳3的下部设有平衡轴安装孔32，所述第二倾斜面33在该平衡轴安装孔32两侧对称设置。通过平衡轴安装孔32一方面提高平衡轴壳3的结构强度。避免出现平衡轴壳3的形变降低对钢板弹簧总成1夹紧强度的情况。
42.所述平衡轴壳3的顶面为平面，且平衡轴壳3的顶面设有限制钢板弹簧总成1在宽度方向上移动的限位块34。通过限位块34对钢板弹簧总成1的安装形成快速定位。
43.综上所述本装置在使用时，首先将一个紧固螺母5及球形垫圈6设置于直杆螺栓4的底端，球形垫圈6的平面朝下，然后依次穿过第二螺孔31及第一螺孔21，最后，再套入一个球形垫圈6及紧固螺母5，球形垫圈6的平面朝上。此时，将上下两个球形垫圈6分别卡入平衡轴壳3及板簧压块2对应的球面凹槽7里，操作紧固螺母5分别对球形垫圈6的平面形成压紧。
44.因直杆螺栓4倾斜布置，且其夹紧的零件包括平衡轴壳3、钢板弹簧总成1和板簧压块2，所有部件的尺寸在直杆螺栓4长度上都会累计公差，即使所有件的高度和角度尺寸控制的再严格，都无法确保直杆螺栓4的倾角完全不变。为此，在整个紧固结构中，设置了上下两个球形垫圈6和球面凹槽7，这样在紧固螺栓拧紧过程中，两个球形垫圈6会自动定心找位，从而补偿了所有零件生产制造装配引起的累计公差尺寸，确保了直杆螺栓4头端部、紧固螺母5端面能够和球形垫圈6端面完全贴合，提高了钢板弹簧总成1的紧固可靠性，大大提高了钢板弹簧总成1的使用寿命。
45.本发明所述的一种钢板弹簧总成紧固结构，由直杆螺栓代替传统的骑马螺栓，解决了折弯过渡处应力集中的问题；再由球形垫圈与球面凹槽配合，在直杆螺栓拧紧过程中，两个球形垫圈可以自动定心找位，从而补偿了零件生产制造装配引起的累计公差尺寸，确保了螺栓头端部、螺母端面能够和球形垫圈端面完全贴合，提高了钢板弹簧总成的紧固可
靠性，大大提高了钢板弹簧总成的使用寿命。
46.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
47.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。