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Sun Torque | 螺栓的选型及拧紧,在汽车上怎么装配?

Sun Torque重新定义螺栓拧紧新方式--智能扭矩系统,今天这篇文章和大家分享在汽车的装配上,如何选择螺栓与拧紧。
一、关于螺栓拧紧的力学分析
在螺栓拧紧过程中,螺栓受到拉伸力的作用拉伸变形,与连接件在螺纹紧固件作用下相互挤压,二者受到的力大小相等,方向相反。
此时螺栓施加给被连接件的作用力被称为螺栓的轴向预紧力。在螺栓被拧紧的过程中,力的变化分为几个阶段。首先是在螺栓头部与被紧固件未接触时,此时压紧力为0,扭矩很小。
当螺栓头部与被紧固件贴合后,继续拧紧,此时压紧力与扭矩逐渐增大。继续拧紧,压紧力与扭矩不会继续增大,但是螺栓会达到它的屈服点。达到屈服点后继续拧紧,压紧力与扭矩会减小,螺栓可能会发生变形断裂等现象。图1为螺栓连接示意图,图2为螺栓受力示意图。

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二、关于螺栓的选用
1、螺栓选用原则
(1)优先原则
螺栓选用优先等级分为四级,在满足设计需求的情况下,优先选用现生产在用的标准件,见表1。


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(2)通用化原则
在前期设计过程中,减少新型号螺栓的开发与使用。新开发螺栓时,不选用标准中不推荐的、以及不常用的螺栓。尤其是在底盘工段,如后桥分装、前组件分装,制动硬管排布等物料装配时候,尽量减少和压缩螺栓品种和规格,以提高作业人员的装配效率和降低作业出错率。
(3)可靠性原则
对于选用的螺栓,保证在正常工况下,不会出现异常情况,尤其在制动系统、悬架系统、转向系统等关键部位。螺栓连接失效产生的原因有大致以下几个方面,图3为螺栓失效情况示意图。
1)松弛。①螺栓/螺母无倒转(装配点漆标记不变)时产生的松弛,扭矩衰减失效。②螺栓/螺母有倒转(装配点漆标记错位)时产生的松弛,松脱失效。
2)氢脆:紧固件在生产过程中,表面吸收了H原子,当紧固件拧紧时,氢朝着应力集中部分转移, 引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂,氢特别活跃并很快渗入到新形成的裂纹中去,直到紧固件断裂。
3)疲劳。
4)扭矩过大。

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(4)适用、节约原则
充分利用标准件的性能,在满足设计功能、产品质量的前提下,合理选择标准件的尺寸、性能等指标。
2、螺栓头部结构选择
以下为螺栓头部选择;
(1)M10 及以上螺栓:六角法兰面+平垫圈> 六角法兰面>六角头+平垫圈,不使用弹垫圈;
(2)M6-M8 螺栓:六角头+平垫片+弹垫圈≥六角法兰面>六角头+平垫圈。
3、螺栓螺距的选择
细牙螺栓的防松效果强于粗牙螺栓。
4、螺栓材料的选择
结合使用的紧固件及其材质,表2为螺栓材质选用表。

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在实际使用过程中,需注意零部件的材质,在满足工作条件的情况下,紧固件的材质性能,如表面硬度、强度等应不大于零部件。
5、栓强度等级选择
针对车辆装配及后期的维修,螺栓可能需要经过反复的拆装和各式安装扭矩法,因此螺栓强度的合理选择至关重要,直接影响螺栓装配后的表面状况和螺纹精度。表3为螺栓强度选择表。


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6、螺栓表面处理方式选择
(1)涂油防锈:焊接用螺母、螺。
(2)电镀:适用于焊接用螺柱、性能等级不大于8.8级的螺栓及8级的螺母、盖型螺母、车轮螺母。
(3)达克罗:适用于性能等级大于8.8级的螺栓及8级的螺母、外观件。其中锌铝铬涂层用于非乘用车用,锌铝涂层用于环保型、乘用车。
三、关于螺纹连接的防松方式
螺纹连接防松的根本方法是防止螺纹副相对转动。按其原理可分为摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。
(1)铆冲防松:铆钉铆接、点焊等;
(2)摩擦防松:包括双螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母、齿形锁紧垫圈等;
(3)机械防松:包括开口销与开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等。
(4)螺纹粘结剂防松:在螺纹表面涂环氧树脂、 厌氧胶等粘接剂,主要是增大松动扭矩。
(5)耐落螺钉:一般用于门锁处。
SunTorque重新定义螺栓拧紧新方式 | 设计理念
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