汽车紧固件是虽然价格相对比较低,但是数量多,而且大部分都是安全件,关重件。同时,由于螺栓的拧紧目前阶段只能用扭矩来显示拧紧状态,不能直接显示轴向力。
汽车又是一个运行的机器,存在动载荷和振动,因此,连接处的防松是汽车连接中一个重要的话题。
在螺栓螺母连接中,防松是一个很重要的话题。由于螺栓连接不可能只是承受静态载荷,往往是承受复杂的交变载荷、剪切载荷等,这样就需要考虑螺栓的防松。各家企业在防松方面都有研究,前段时间网络上出现日本hardlock防松螺母引起了轩然大波,全球铁路上的很多防松螺母都是用到这个产品,中国高铁技术发展很快,像一些基础的零件还是要需要进口。
另外,防松效果比较好的一种垫圈叫NORD-LOCK,垫圈由两片组成,供货时一般把两片用胶水粘结在一起,垫圈的硬度比较高,往往比螺栓螺母的硬度还要高,垫圈与螺栓螺母接触的一面会嵌入到螺栓螺母中,这样垫圈和螺栓螺母之间就不会产生转动的可能。现在已经发展了螺栓螺母的NORD LOCK 类型,就是螺栓螺母本身会加工成带齿的一部分,另一部仍然与垫圈一致。垫圈的硬度非常高,能够与最高12.9级的螺栓使用,如10.9级的螺栓硬度范围为320-380HV,而高垫圈的硬度是HV465以上。
施必牢螺母,是美国工程师在研究了紧固件螺纹的形状及受力情况后,重新设计螺纹的几何形状,于七十年代末发明了这种现在被称为"施必牢"的螺纹技术,从根本上解决了紧固件的松脱问题。现在上海底特公司也可以生产该螺母。施必牢紧固件为什么能有效地解决松动问题呢?这是因为它的独特的结构。在阴螺纹的牙底处有一个30度的楔形斜面,当螺栓螺母相互拧紧时,螺栓的牙尖就紧紧地顶在施必牢螺纹的楔形斜面上,从而产生了很大的锁紧力。由于牙形的角度改变,使施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴成60度角,而不是像普通螺纹那样的30度角。显然施必牢螺纹法向压力远远大于扣紧压力,因此,所产生的防松摩擦力也就必然大大增加了。
RIPP螺栓螺母垫圈是博尔豪夫的产品,该带齿的法兰面螺栓螺母与普通的汽车标准中的那种法兰面螺栓螺母类型不同,这个螺栓的齿形是比较类似圆弧形的那种齿形,不会容易划伤被连接件的接触表面,而汽车标准的那种带齿螺栓是比较尖锐的齿形,也就是以前知名合资汽车企业也使用的这种类型,但是最新的要求,知名合资汽车企业在新设计中已经不允许使用这种带尖锐齿形的螺栓了,就是建议使用这种圆弧形的螺栓。
在这种螺栓法兰面下带齿形RIPP垫圈的组合零件,要求螺栓法兰面带齿,螺栓法兰面下的垫圈一侧不带齿,而垫圈与被连接件的一侧又要带齿,这样就能保证防松。一般垫圈的硬度要求比螺栓的硬度要稍小,如与10.9级匹配的垫圈硬度要求为250+50HV,这样即使最大达到300Hv的硬度,比10.9级螺栓的硬度也低一些。目的就是为了保证拧紧时候螺栓下面的齿形嵌入到垫圈中,而垫圈中下面的齿形嵌入到被连接件材料中,实际上齿形不会真正的嵌入到材料中,而只会压成一个花形的痕迹。这个要求又与前面介绍的NORD LOCK垫圈由差别。知名合资汽车企业的螺栓螺母齿形设计要求匹配设计要求如下。大家在设计时候可以参考。
QQ交流群
