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為什么汽車底盤會松動?螺栓緊固件力矩衰減造成的



發布時間:2020/5/16 14:26:35 點擊次數:466次

我們在生活當中,是否會遇到這樣的問題——汽車底盤螺栓緊固件衰減問題。也就是汽車開的時間長久后,使用的底盤會發生松動,知道那是什么原因造成的嗎?就是因為汽車底盤螺栓緊固件的力矩衰減而造成的。為了讓大家了解更多,中華標準件網分享出有關緊固件螺栓緊固扭矩衰減造成的原因有哪些,希望對大家有所幫助。

1、螺栓不同階段的扭矩值

一般有兩種,一種是動態扭矩,另一種是靜態扭矩。

動態扭矩:動態扭矩是指緊固件在被緊固過程中測量得到的峰值,一般來說,是由動力工具施加得到動態扭矩,動態扭矩是在擰緊過程中測量的。動態扭矩產生的對于螺栓的軸向預緊力滿足工程上對預緊力的要求。

靜態扭矩:一個緊固件被緊固好之后,將其在擰緊方向上繼續旋轉的瞬間所需要的扭矩。靜態扭矩是在緊固之后測量的。

在靜態扭矩測量過程中,如出現靜態扭矩值小于動態扭矩,則認為扭矩存在衰減。注:衰減并不一定說明連接失效,需要實驗論證。

2、螺栓扭矩衰減概述

根據螺紋連接狀態分類,我們知道,IS05393“螺紋緊固件用旋轉式氣動裝配工具性能試驗方法”(國標對應版本為GB/T26547-2011)提及:硬連接,軟連接和中性連接三種分類。

硬連接:一般來說,以規定扭矩的5%為起點,在起始扭矩到達規定扭矩時,螺栓轉過的角度在30度以下。

軟連接:一般來說,以規定扭矩的5%為起點,在起始扭矩到達規定扭矩時,螺栓轉過的角度在720度以上。

中性連接:一般來說,以規定扭矩的5%為起點,在起始扭矩到達規定扭矩時,螺栓轉過的角度在30度至720度之間。

一般認為,硬連接和中性連接不存在扭矩衰減,軟連接扭矩衰減較為嚴重。

但在實際生產、使用過程中,對于任何連接,隨著時間的推移都會有一定程度的扭矩衰減,軟連接中扭矩衰減尤為嚴重,扭矩衰減不能完全避免,只能通過對各種影響因素的控制和優化來改善衰減狀況,確保扭矩衰減后的夾緊力不低于設計夾緊力的最低要求是我們控制的目標。

擰緊工作完畢后發生在緊固件上扭矩降低現象即為扭矩衰減,衰減后的扭矩值低于目標值但較為穩定,一般在擰緊操作完成后30ms內會完成60%以上的扭矩衰減。該性質作為我們降低扭矩衰減的重要理論依據進行應用。

3、檢測扭矩

檢測扭矩:靜態扭矩標準時用來監控生產過程的穩定性,因此又稱為檢測扭矩。

靜態扭矩會隨著時間的推移而衰減(即夾緊力衰減),被緊固件為非金屬時尤為明顯,而影響靜態扭矩的因素較多,與夾緊力之間的線性關系不明顯,因此不能通過靜態扭矩的值來計算出衰減后的夾緊力,只能通過專業的實驗設備來確定衰減后的夾緊力,從而找到緊固特定產品狀態下夾緊力與靜態扭矩的對應關系,而后靜態扭矩可以用來監控生產過程的穩定性。

4、造成螺栓緊固件扭矩衰減的原因

螺栓緊固件扭矩衰減的影響因素很多,如扭矩衰減已導致連接失效,不滿足產品要求時,應從設計和工藝角度進行分析、改進。

1)被裝配件的表面粗糙度:材料的變形-局部嵌入

盡量避免部件的表面粗糙度過大

2)彈性連接材料:尤其是塑料或密封件

降低最終擰緊的速度。

分步擰緊-如分步驟設置目標扭矩60%-80%-100%

使用擰緊(如至目標扭矩80%)+反松+最終擰緊的方法

3)殘余扭矩減小、夾緊力未達到

過快的裝配速度、不合理的裝配動作;

最終扭矩為100%;

選用合適的工具,如:阿特拉斯電動扳手。

4)裝配過程中的溫度

避免不合理的摩擦;

避免熱膨脹系數不同/相差過大。

5、扭矩衰減的改善措施

我們可以從兩個角度來考慮,一個是工藝角度,另一個是設計角度。

1)工藝角度

a、擰緊策略:改變擰緊策略,兩步擰緊或多步擰緊,在擰緊過程中停頓50m可釋放彈性應變,降低衰減。

b、擰緊速度:當被壓緊后,毛刺在較大的夾緊力下變形,“變短”夾緊力下降,殘余扭矩同步下降擰緊速度越快,毛刺的初始變形越小,殘余扭矩下降越多,因此,降低擰緊速度可以降低扭矩衰減。

c、擰緊順序:把單軸擰緊改成幾軸同時擰緊,可降低扭矩衰減;或者采取單軸多步逐漸擰緊到目標扭矩,也可以降低扭矩衰減。

2)設計角度

a、表面粗糙度:表面粗糙度越小,材料表面越光滑,在擰緊后扭矩衰減越小。

b、材料硬度:提高材料硬度,材料表面互相之間嵌入越困難,扭矩衰減也越小。

c、彈性材料:塑料或橡膠等,盡量少采用,如必須采用,應制定周全的擰緊策略,以保證衰減后的夾緊力滿足產品要求。

d、螺栓選擇:細牙螺栓相比粗牙螺栓螺距更小,螺紋升角也小,在使用中不容易松動,因此采用細牙螺栓扭矩衰減會較粗牙低。

  • (來源:中華標準件網)
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