江淮汽车乘用车制造公司工艺研究所 安徽合肥 230601
摘要：在汽车底盘零部件中有很多构件是由螺栓联接的，螺栓联接质量的好坏，取决于预紧力。在紧固件和结构允许的情况下，预紧力越大，联接越安全可靠，结构疲劳寿命越高。但过高的预紧力，如控制不当会使螺栓拉长或断裂，从而导致联接失效；预紧力过小螺栓容易松动脱落，发生安全事故。所以，底盘零部件联接设计中确保设计的预紧力，对质量控制至关重要。基于此，本文主要对汽车螺纹紧固件摩擦性能要求进行分析探讨。
关键词：汽车螺纹；紧固件；摩擦性能要求
1、前言
紧固件是机械行业不可缺少的通用零件，主要包括螺纹紧固件、垫圈、销和铆钉等。汽车作为１个装配型的产品，平均每辆轿车的紧固件约有１５００个，其中，高强度螺栓的价值占全车的３％～５％，因此，紧固件的作用是非常重要的，且紧固件的连接质量对主机水平及整车质量具有重要影响。螺纹联接的可靠性主要取决于螺栓的轴向预紧力，螺栓的轴向预紧力通常只能通过控制拧紧扭矩或转角来实现，而螺栓的轴向预紧力不仅仅取决于拧紧扭矩或转角，还受到联接副摩擦性能的影响，而且螺纹副之间的摩擦系数对装配扭矩的大小起到关键的作用。
2、试验原理
螺纹紧固件在弹性区内的紧固扭矩与预紧力的关系
表１ 不同硬度的试验垫片试验结果比较
通过对３种硬度不同试验垫片的试验数据的比较显示，在总扭矩不变的情况下，随着试验垫片硬度的降低，测得的摩擦系数μｔｏｔ，μｔｈ，μｂ均呈逐渐增大趋势，尤其是端面摩擦系数增加更为明显。端面摩擦系数变大致使螺栓在装配时头部消耗的扭矩增大，同时对应的预紧力降低，这样将会致使螺栓连接达不到锁紧的功能，造成连接副松动。本试验采用Ｍ１０×１．２５的８．８级镀白锌六角法兰面螺栓，标准试验垫片为与螺栓材料、表面处理状态相同的８级螺母，采用的润滑油型号ＳＬ５Ｗ－４０。试验采用扭矩法测试，将螺栓的最终扭矩设定在８０Ｎ·ｍ，每组试验均有７副螺栓螺母连接副，取每组试验结果的平均值。
3.2螺栓不同润滑条件对摩擦系数的影响
由试验结果可知，螺栓端面、螺纹部分均润滑比均不润滑时的摩擦系数降低４２％～６２％，扭矩系数降低４８％，可见螺栓的润滑状况对摩擦系数的影响很大。螺栓端面和螺纹部分的润滑状态改善，能大幅度降低螺栓的摩擦系数和扭矩系数。而且螺栓的润滑部位不同，得到的摩擦系数也会有很大变化，润滑部位越是全面，摩擦系数会越小。摩擦系数的减小，直接关系到连接副的紧固轴力，在装配扭矩不变的情况，得到的紧固轴力就会越大，润滑工艺的不同也会对连接副的轴向力产生不同的影响。
3.3螺栓不同装配工艺对摩擦系数的影响
本试验用的螺栓为Ｍ１０×１．５的１０．９级磷化处理的内六角缸盖螺栓，采用特殊加工的铝合金垫片和缸体螺纹副模拟缸盖螺栓的现场装配，试验采用４０Ｎ·ｍ＋９０°＋９０°的扭矩转角法和将螺栓拧紧至屈服的屈服点控制法装配工艺进行试验，每组试验用１０套连接副测试，取每组试验结果的平均值。
论文作者:刘德建
论文发表刊物:《科技研究》2018年9期
论文发表时间:2018/11/20
标签：螺栓论文; 摩擦系数论文; 扭矩论文; 螺纹论文; 紧固件论文; 垫片论文; 端面论文; 《科技研究》2018年9期论文;