解析汽车轮胎螺栓发烫的原因(三)-奥亿五金
汽车轮胎螺栓在正常情况下主要是承受了汽车及负载的重力。这个力是垂直于螺栓方向的(当然,还有一个与之大小相等,方向相反的反作用力就是轮毂的支承力),这个力的大小会随着汽车在行驶中的上下颠簸而发生改变,同时汽车轮胎螺栓还承着前后两个力,汽车往前行时这个力的方向向后,汽车倒车时这个力的方向向前并与汽车所受的重载力垂直,随行车阻力的大小变化而变化。
汽车用螺栓和垫圈组合件失效分析(四)-奥亿五金
对螺栓垫圈组合件进行摩擦因数测试,结果显示:螺栓头部与垫圈间的摩擦因数较大,当施加试验扭矩100 Nm 时,螺栓的轴向夹紧力仅为45.4 k N。一般来说,螺栓安装预紧力的适宜范围为螺栓屈服强度的70%~80%,经换算后得到规格为M12,性能等级为10.9 级的螺栓理论很好预紧力为55.4~63.3 k N。经试验可知:螺栓预紧力明显小于推荐的预紧力。垫圈硬度过低,致其在预紧力作用下发生塑性变形,这是引起螺栓头下摩擦力增大的原因。由于头下摩擦因数大,施加的安装扭矩大部分用于克服螺栓头下摩擦力,因而造成实际预紧力不足。
汽车用螺栓和垫圈组合件失效分析(五)-奥亿五金
送检的螺栓在服役过程中主要承受交变载荷,研究表明:在相同条件下,预紧力较小的紧固件更易松动,进而诱发疲劳破坏;同时,当垫圈刚度或强度不足时,也会导致螺栓承受的交变载荷增大或垫圈蠕变致螺栓松动,更易诱发螺栓疲劳断裂。另外,根据GB/T 97.1—2002 规定,与10.9 级螺栓配套使用平垫圈推荐为300 HV级,即垫圈硬度范围为300 HV~370 HV,而送检的组合垫圈实际测试结果与该标准不符。
3 结论
(1) 送检螺栓的断裂性质是疲劳断裂。
(2) 引起螺栓疲劳断裂的原因是螺栓安装预紧力不足。
(3) 垫圈硬度过低,在预紧扭矩下发生塑性变形是导致螺栓预紧力不足的原因
(4) 建议采用硬度等级300 HV级的平垫圈,即垫圈硬度范围为300 HV~370 HV。