軟連接螺栓扭矩衰減問題改進方案

 車輛行駛中駕駛員會頻繁地操作加速踏板，因此，對加速踏板的固定強度提出了要求。

 某型車在實際路試過程中，出現(xiàn)較大螺栓扭矩衰減的問題，下面，螺絲君，復(fù)盤整個分析過程，僅供參考。

 01螺栓扭矩衰減現(xiàn)象及原因

1. 加速踏板固定螺栓扭矩衰減現(xiàn)象

某客車加速踏板固定螺栓,在擰緊到規(guī)定扭矩23 Nm 后，車輛保持靜止，72 h 后檢測，測得加速踏板固定螺栓扭矩,分別為:

① 螺栓15 Nm ，

② 螺栓16 Nm ，

③ 螺栓13.5 Nm ，

④ 螺栓15 Nm ，扭矩平均衰減率為36%，并隨著時間的延長而加大。

再次擰緊到規(guī)定扭矩值,車輛保持靜止，72 h 后檢測依然存在扭矩衰減問題。

2. 加速踏板螺栓安裝結(jié)構(gòu)

加速踏板通過固定螺栓穿透客車地板及地板革固定在底部的安裝板上，如圖所示。其中：竹編地板厚15 mm，PVC地板革厚2 mm，安裝鋼板厚5 mm，竹編地板及地板革相對于加速踏板安裝座材質(zhì)較軟，強度偏弱。軟性材料比較厚，且存在多層軟性材料，屬于螺栓連接中的軟連接。

 3. 扭矩衰減的原因分析

檢查螺栓連接處緊固標(biāo)識，未發(fā)現(xiàn)移位現(xiàn)象；觀察到加速踏板支撐面處地板出現(xiàn)壓陷現(xiàn)象。
由此，判定加速踏板螺栓扭矩衰減的主要原因是踏板支撐面產(chǎn)生塑性變形，雖然螺栓沒有發(fā)生旋轉(zhuǎn)松動，但因被連接件的塑性變形造成了螺栓軸向緊固力降低，從而導(dǎo)致了螺栓固定扭矩的衰減。

02加速踏板支撐面結(jié)構(gòu)改進及效果

1) 將容易出現(xiàn)變形的竹編地板取消，其余安裝板厚度不變，加速踏板直接固定在安裝板上，支撐剛度增加，減少了材料之間的相互嵌入。具體結(jié)構(gòu)下圖所示。

改進結(jié)構(gòu)靜置72 h測得加速踏板固定螺栓固定扭矩，分別為：① 螺栓22 Nm、② 螺栓22.5 Nm、③ 螺栓22 Nm、④ 螺栓20 Nm，扭矩衰減率*高為9.4%，扭矩衰減問題得到較大的改善。

2) 在竹編地板和PVC地板革開孔處增加鋼套管，鋼套管擺放在安裝座和下安裝板之間，使安裝螺栓經(jīng)加速踏板支架、鋼套管與底架形成硬連接，從而減少扭矩的衰減，如下圖所示。

改進結(jié)構(gòu)靜置72 h測得固定扭矩，分別為：① 螺栓21 Nm、② 螺栓23.5 Nm、③ 螺栓22.5 Nm、④ 螺栓21 Nm，扭矩衰減率*高為8.7%，比原結(jié)構(gòu)有很大改善。

3) 在原始安裝結(jié)構(gòu)上采用涂螺紋膠的方法降低扭矩衰減。螺紋膠固化后會形成不同強度的熱固性塑料，使螺紋緊固件耐沖擊、耐振動、耐腐蝕；涂膠時要求涂覆均勻連續(xù)，從螺紋端頭第三牙開始涂覆。

螺紋涂膠后靜置72 h測得固定扭矩，分別為：① 螺栓19.5 Nm、② 螺栓19.4 Nm、③ 螺栓19.9 Nm、④ 螺栓19.1 Nm，扭矩衰減率*高17%，相比圖1結(jié)構(gòu)有較大改善。

通過對以上 3 種方案對比，其中方案2 增加鋼襯套的改進方案結(jié)構(gòu)簡單，改進效果明顯，目前已經(jīng)在客車上得到廣泛應(yīng)用。

03 對標(biāo)分析

我們對標(biāo)了乘用車的踏板設(shè)計，在塑料件的基礎(chǔ)上都會加上鋁合金的襯套，襯套嵌入到塑料零件里面，這樣就能夠提高承受螺栓預(yù)緊力的能力，減少擰緊扭矩和預(yù)緊力的衰減，

 同時，由于襯套是嵌入到塑料件中，塑料件與襯套的結(jié)合力也能夠保證。

04總 結(jié)

 通過對加速踏板固定螺栓扭矩衰減問題，研究后發(fā)現(xiàn)，影響扭矩衰減的主要原因與支撐面的強度有密切關(guān)系，我們通過制定詳細的改進方案，并經(jīng)實車驗證其可行性。

對于軟連接，采用增加襯套方案，來提高支撐強度，能夠明顯的降低螺栓扭矩的衰減。軟連接扭矩衰減的主要原因是，被連接件軟性材料容易出現(xiàn)蠕變，采用鋼制襯套主要就是提高被連接件的強度，減少因這些軟性材料蠕變造成的螺栓扭矩衰減。