螺栓拧紧工艺试验及分析结论及建议

螺栓的拧紧工艺试验
对控制臂与前副车架安装螺栓按照图纸拧紧工艺100Nm+90°~105°进行拧紧，测试该拧紧工艺条件下的螺栓轴力及拧紧扭矩，并放置24h后再次测量轴力及拧松扭矩。
螺栓的轴力测量采用超声波螺栓轴力测量仪进行测量，测量前需要对螺栓两个端面进行磨削处理，并在螺栓的端面处粘贴二维码陶瓷感应片，并对同一批次的两个螺栓进行轴力标定，该批次螺栓轴力标定曲线如图16。通过螺栓标定曲线可以看出该批次的螺栓屈服轴力约为75kN，满足理论计算轴力范围（见表3）。
螺栓按照图纸要求的拧紧工艺100Nm+90°~105°进行拧紧，拧紧速度为20rpm，拧紧参数设定为100Nm+97.5°，拧紧后静置24h后再次测量螺栓的轴力，并测试螺栓的拆卸扭矩-转角曲线，记录螺栓的拆卸前的轴力及拆卸时最大扭矩。实际拧紧照片如图17，螺栓的扭矩、轴力测量值见表4，螺栓的拧紧扭矩-转角曲线如图18~25，螺栓的拆卸扭矩-转角曲线如图26~29。
 
图17 螺栓的实际拧紧照片
表4 螺栓的轴力汇总
螺栓编号
螺栓旋入扭矩/Nm
100Nm+97.5°轴力/kN
100Nm+97.5°扭矩/Nm
静置24h后轴力/kN
拆卸时最大扭矩/Nm
备注
1#
4.694
76.31
171.25
66.1
157.19
 
2#
15.463
76.40
183.57
68.7
141.45
 
3#
10.518
74.30
184.15
65.2
145.54
 
4#
8.058
76.35
195.32
67.9
165.85
 
5#
11.648
/
198.13
/
/
 
6#
8.51
/
180.69
/
/
 
7#
19.505
/
184.33
/
/
 
8#
4.82
/
184.33
/
/
 
 
试验结果分析：
1、 螺栓的旋入扭矩为4.694Nm~19.505Nm。
2、 螺栓的轴力为74.3kN~76.4kN，拧紧扭矩为171.25Nm~198.13Nm。
3、 螺栓静置24h后的轴力为66.1kN~67.9kN，螺栓静置24h的拆卸扭矩为141.45Nm~165.85Nm。
4、 螺栓拆卸时发现1个螺栓孔处存在大量锁固胶，分析主要是拧紧后螺栓轴线偏斜引起，如图30。

图30 螺栓拆卸后螺栓孔螺纹胶照片
试验结论：
1、 螺栓的轴力及拧紧扭矩满足理论计算范围，同时，螺栓的轴力也满足GB/T3098.1中保证载荷要求。
2、 螺栓的拧紧工艺100Nm+90°~105°满足过屈服拧紧要求，最终拧紧点满足过屈服点要求。
3、 螺栓静置24h后螺栓的轴力衰减平均值为11.7%。
4、 拧紧时螺栓轴线存在偏斜现象，螺栓碰到螺栓孔，会增大螺栓的实际拧紧扭矩。
建议：
1、 按照样件试验结果都满足要求，如能取得失效原件（断裂螺栓），建议对失效件断口进行分析，确定失效原因。
2、 由于螺栓拆卸后发现螺栓碰到前副车架的螺栓孔，建议加强对焊接螺母与螺栓孔的同轴					

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2017-04-24 11:21:17