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重型汽车螺栓松动成因与防松探讨苏战波;谢立峰【摘要】Heavy duty truck parts in the assembly of production mostly use the bolt connection, especially heavy car chassis use a lot of high strength bolt connection, the bolt connection will directly affect the quality of the vehicle driving safety, bolt loosening and fracture will result in the car to stop driving, rollover, damage to vehicles, and even endanger people's life. Article on the causes of loose bolt coupling problems are analyzed in theory, and put forward several effective corresponding locking method.%重型汽车生产装配中各零部件大多使用螺栓联接，特别是重型汽车底盘使用了大量的高强度螺栓联接，这些螺栓联接的质量将直接影响整车的行驶安全性，螺栓松动与断裂将导致汽车停止行驶、翻车、损坏车辆甚至危及人的生命安全。
文章对螺栓联接松动问题产生的原因进行了理论分析，并相应提出几种有效防松方法。
【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】3页(P221-222,250)【关键词】螺栓联接;夹紧力;拧紧力矩;摩擦系数;弹力松弛【作者】苏战波;谢立峰【作者单位】陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200;陕西重型汽车有限公司，陕西西安 710200; 军事交通学院，天津 300161【正文语种】中文【中图分类】U469.110.16638 /ki.1671-7988.2016.10.074CLC NO.: U469.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-221-03 在重型汽车生产中装配螺栓时，为保证螺栓可靠联接，必须在装配时确保螺栓联接副有适当的轴向夹紧力，该夹紧力为轴向预紧力。
影响螺栓疲劳强度的因素影响螺栓疲劳性能的主要因素有以下几点：1、螺纹牙谷形状和半径尺寸的影响。
螺栓受力时，螺纹牙谷处就会产生应力集中，其值在很大程度上取决于牙谷的形状。
改变牙谷的形状，如螺纹的牙谷槽越平滑，应力集中就越小，疲劳强度则越高。
一般而言，平底牙谷的螺纹疲劳强度最低。
如以圆形牙谷代替平底牙谷，螺栓的疲劳强度便可得到提高。
如平底螺纹牙谷的弹性应力集中系数为2.54，而改进的圆弧牙谷为1.52，即后者的牙谷应力集中系数较前者降低40%，从而可以使疲劳强度至少提高20%；如经调质处理的40CrNiMo钢制螺栓，螺纹为M6-1.0的平底牙谷时疲劳强度为95MPa，而采用最大半径为0.1mm 的圆弧形牙谷时，其疲劳强度可以提高到120MPa，即提高26%。
日本新日铁公司新开发的CD（critical design for fracture）螺栓的疲劳强度提高的幅度更大，高达100%，CD螺栓的主要特点是螺母内螺纹的牙峰高度逐渐降低，以使其受力更均匀。
2、螺纹表面粗糙度的影响。
螺纹的表面粗糙度对螺栓的疲劳寿命影响很大。
如螺纹为M6-1.0的40CrNiMo钢制螺栓，其粗糙度由0.08～0.16降低到0.63～1.35时，疲劳强度下降33%；螺纹为M12-1.5的螺栓，其表面粗糙度由0.08～0.16降低到0.16～0.32时，疲劳强度下降21%。
3、螺纹滚丝工序的影响。
滚压螺纹会产生形变强化层和较高的残余压应力，对阻止疲劳裂纹的萌生和早起扩展起到很大的作用；同时，也会降低牙谷的表面粗糙度，因而有利于螺栓疲劳强度的提高。
但是，如果滚压螺纹后再进行热处理，就会使上述有利因素消失。
所以从改善螺栓疲劳性能的角度考虑，应在热处理后滚压螺纹。
但此时存在另一个问题，即螺栓特别是高强度螺栓经过热处理后其硬度通常较高，致使滚丝模具寿命降低。
此外，如果滚丝的质量不够好，在螺纹的表面或根部产生微裂纹或类似接触疲劳的剥落现象，则改善螺栓疲劳性能的效果不明显，甚至会降低疲劳性能。
螺栓松动又有汽车召回？看看这篇汽车紧固件的扭矩控制分析紧固件连接作为汽车零件间的一种连接方式,具备装配简单、拆卸方便、效率高等特点，常用在车身一些无法通过焊接连接的区域及门盖连接，以达到零件间的紧固,而紧固件连接的扭矩控制是非常重要的。
目前很多汽车公司的车身紧固件扭矩控制在流程、工具选择、过程控制等方面不完善，导致扭矩控制存在脱节、紧固件预紧力过大、过程操作不合理等现象，因此本文在对现状调查及扭矩理论基础掌握的基础上，对车身紧固件的扭矩控制进行完善。
紧固件扭矩基础知识紧固件用于零件间的紧固（如图1所示），在汽车行业广泛应用，但在紧固件的选择需分析零件间的夹紧力、紧固件的性能等级及紧固件的直径。
1.1 扭矩的分类紧固件扭矩分设计和过程两种。
（1）设计扭矩是在产品设计阶段经过相关计算得出的扭矩值，在这里称之为工艺扭矩，是选择紧固件性能等级、直径的依据。
工艺扭矩是紧固件在被紧固过程测量得到的最大峰值，其不能在紧固件被紧固完之后测量。
（2）过程扭矩是保证所有连接件和被连接件符合要求的前提下，控制工艺扭矩进行装配，装配完成后测量工艺扭矩，收集工艺扭矩值,样本容量最小为30件，则过程扭矩范围（如图2所示）。
图2 紧固件连接扭矩范围在这里称过程扭矩为监控扭矩，是紧固件被紧固后，将其在拧紧方向上继续旋转的瞬间所需要的扭矩。
工艺扭矩的施加是通过动力工具实现的，一般有两种方式，一种是使用精度比较好的工具，具备预紧和紧固的功能（如图3、图4所示)，另一种是使用普通的动力工具，先预紧再通过扭力扳手进行紧固，以达到所需的工艺扭矩(如图5、图6所示)。
监控扭矩的测量是通过非定扭力扳手测量得到，一般有表盘式指针扳手、数显式扳手、电子数据采集仪，它们的区别主要是测量精度不一样，其中检测精度为电子数据采集仪>数显式扳手>表盘式指针扳手（如图7、图8所示)。
1.2 紧固件的选择及扭矩控制紧固件的选择涉及到夹紧力的分析，通过分析夹紧力选择对应性能等级、直径的紧固件。
螺栓力矩衰减原因螺栓力矩衰减是指在使用过程中，螺栓所受的扭矩逐渐减小的现象。
螺栓力矩衰减主要有以下几个原因。
摩擦力的作用。
在螺栓连接中，螺纹之间会产生一定的摩擦力。
当螺栓受到扭矩时，由于摩擦力的作用，一部分扭矩会被用于克服摩擦力，而非用于产生预紧力。
随着使用时间的增加，摩擦力会逐渐增大，导致螺栓所受的扭矩减小。
松动现象的发生。
螺栓力矩衰减的一个重要原因是由于连接件的松动。
在振动、冲击或使用过程中，连接件可能会受到外力的作用，从而导致松动。
一旦连接件松动，螺栓的预紧力就会减小，进而导致螺栓所受的扭矩衰减。
螺栓材料的变形也会导致力矩衰减。
螺栓在受到扭矩时，由于受力集中，会发生一定的塑性变形。
虽然这种变形对于螺栓连接的性能有一定的改善作用，但长期使用后，螺栓的材料会逐渐发生塑性变形，导致螺栓所受的扭矩减小。
腐蚀和疲劳也是螺栓力矩衰减的原因之一。
螺栓在使用过程中，可能会受到腐蚀和疲劳的影响。
腐蚀会导致螺栓表面的氧化物增多，产生摩擦力增大的现象，从而导致螺栓所受的扭矩减小。
而疲劳则是由于螺栓在循环加载下逐渐疲劳损伤，导致螺栓所受的扭矩衰减。
为了减少螺栓力矩衰减的影响，可以采取以下措施。
首先，正确选择螺栓材料。
根据具体的使用环境和要求，选择适合的螺栓材料，以提高螺栓的抗腐蚀性和抗疲劳性能。
其次，合理设计螺栓连接。
优化螺栓连接的结构和参数，使其能够在受力过程中尽可能减小摩擦力和应力集中，延缓螺栓力矩衰减的发生。
此外，定期检查和维护螺栓连接也非常重要。
定期检查螺栓连接的紧固力矩，并及时进行维护，以防止松动和腐蚀的发生。
螺栓力矩衰减是由于摩擦力、松动、材料变形、腐蚀和疲劳等因素的共同作用所导致的。
为了减少螺栓力矩衰减的影响，需要正确选择螺栓材料、合理设计螺栓连接，并定期检查和维护连接件。
只有这样，才能保证螺栓连接的可靠性和安全性。
螺纹紧固件扭矩系数影响因素分析作者：尚红旗来源：《科技创新与应用》2016年第05期摘 ;要：螺纹紧固件广泛应用于机械和建筑等行业，并对机械行业和建筑行业的发展起着重要作用。
文章主要研究螺纹紧固件扭矩系数的影响因素，并加以简单的分析。
关键词：扭矩;摩擦系数;扭矩系数;转角螺纹紧固件广泛应用于机械和建筑等行业，螺纹紧固件安装有三种安装方法，扭矩法，扭矩转角法以及扭矩斜率法。
其中扭矩控制法因操作方便，安装工具便宜，且容易监测和控制而被广泛使用。
但不同批次的螺栓螺母安装，扭矩系数差别较大，而同批次的螺栓螺母扭矩系数也会出现波动。
因此，稳定的扭矩系数，并施加稳定的紧固力矩才能得到稳定的预紧力。
文章主要讨论影响扭矩系数所涉及到的因素，并进行简要分析。
首先力矩法安装的计算公式：T=K*F*D扭矩系数K是力矩T和预紧力F的一个综合系数，扭矩系数K决定了在拧紧过程中，扭矩转化为轴向力的一个比例。
如果扭矩T不变，K越大，转化为夹紧力F的比例就会越小，反之，K越小，扭矩转化为夹紧力F的比例就会越大。
扭矩系数计算公式K=（+μSd2secα'+μwDW）P-螺距;μS-螺纹摩擦系数;μw-支撑面摩擦系数;d-螺纹公称直径;d2-螺纹中径;DW-支撑面等效直径;α'-螺纹牙侧角。
从公式中可以看出，扭矩系数K由一些螺纹常数和摩擦系数来决定的，对于具体的螺纹连接副来说，螺纹摩擦系数和端面摩擦系数是需要通过试验测量得到的。
而影响摩擦系数的因素有很多，下面我们就来一一进行分析。
影响扭矩系数的因素：1 被连接件材料、硬度和刚度的影响螺纹连接件和被夹紧件之间一般都是金属接触，但不同金属接触产生的摩擦系数不同。
在表面光洁度相同的情况下，相同金属或互溶性大的金属摩擦副容易发生粘着现象，使摩擦系数增大;不同金属或互溶性小的金属摩擦系数较低。
材料的硬度和刚度，硬度和刚度高的材料之间，摩擦系数偏小，且不易发生粘着现象;反之硬度和刚度低的材料，摩擦系数偏大，容易发生粘着现象。
螺栓连接由预紧力保证螺纹自锁，具有结构简单、拆卸方便、连接可靠的优点，在汽车底盘产品中应用广泛。
螺栓连接一般采用控制力矩的方式间接实现预紧轴力的控制，因此，如何防止力矩松弛对于整车安全性具有非常重要的意义。
1螺栓连接原理汽车底盘产品装配过程中，运用力矩控制法将螺栓拧紧至设计力矩，为螺栓提供一定的预紧轴力，实现夹紧功能。
以图1为例，螺栓的预紧轴力Q 可分为两部分，一部分作用于轴套内管两端面，提供夹紧力N ；一部分为支架变形抗力F ，克服支架变形。
在车辆行驶过程中，由于轴套内管端面存在夹紧力N ，使接触面产生摩擦力f 及摩擦力矩Mf 。
图1螺栓连接示意图螺栓预紧力与轴套内管端面夹紧力和支架变形抗力的关系如下：Q=F+NQ 为螺栓预紧力；F 为支架变形抗力；N 为轴套内管端面夹紧力。
轴套内管端面与支架接触面摩擦力及摩擦力矩如下所示：f=2μN Mf=dmf/2dm=（d 1+d 2）/2μ为轴套内管端面与支架接触面摩擦系数；d 1为轴套内管内径；dm 为轴套内管内径、外径的平均值；d 2为轴套内管外径。
若f 和Mf 大于外载荷时，轴套内管相对支架静止，构件可以正常工作；若f 和Mf 小于外载荷时，轴套内管与支架存在相对运动。
如果把N 和Mf 称为有效载荷，在Q 不变的情况下，若F 越小，则N 越大。
2影响支架变形抗力的因素支架的刚度与支架变形抗力成正比例关系，支架的结构决定了其刚度的大小，因此，支架的结构与其变形抗力存在着密切的联系，笔者总结了影响支架变形抗力的因素，如下所示：①支架壁厚不同，壁厚越大支架变形抗力越大；②支架分单层板和双层板焊接两类，双层板焊接结构的支架变形抗力较大；③盒形支架开口的方位、面数和位置不同，决定了变形抗力的不同；④有无卸荷槽或卸荷槽的深浅对变形抗力具有不同的影响；⑤支架的平面度、冲压或焊接后开口的回弹量及轴套内管与支架间隙的大小都对变形抗力具有不同的影响；⑥支架的冲压圆角R 越大，变形抗力越大。
