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总装线上汽车紧固扭矩的确定方法
【摘要】：
总装线上汽车紧固扭矩的确定方法
李运发 GAF螺丝君
目前，在新开发供应商的零部件时,设计人员更多考虑替换零部件位置空间和连接孔位是否正确，对紧固方案多参照过去车型或按照经验数据选取螺栓尺寸和紧固扭矩值,设计人员最担心的是扭不紧、滑牙和螺栓疲劳断裂，往往忽略考虑扭矩大小对被连接件结构、材料强度因素可能造成对被连接件功能失效的影响。
本文就是从空调压缩机异响问题入手进行分析,详细说明了应用扭矩法进行装配时,螺栓选型的确定流程和紧固扭矩的确定方法，为工程技术人员在处理类似扭矩问题的时候起到借鉴作用。
1、扭矩地确定流程
扭矩法是利用扭紧与夹紧的线性关系在弹性区进行紧固控制的一种方法，该方法只对一个确定的紧固扭矩进行控制，一般主机厂对扭矩地确定流程如图1所示，具体步骤如下。
1.1 紧固件规格选型
根据强度理论和合适的安全系数，选择螺栓的强度和尺寸，合理选择标准件规格，尽量选择国标件，减少非标件的使用。大部分主机厂都是根据供应商的结构来选择螺栓的规格。
1.2 预紧力计算、选择
根据产品紧固场合、设计要求、工作载荷及联接要求等综合因素计算出理论预紧力值。简单的螺栓连接可以通过分析连接部位的受力，通过经验公式计算螺栓承受的工作载荷或查询相关标准推荐的预紧力。复杂的受力情况通过专业仿真软件建模和动力学仿真,得到螺栓的最大工作载荷。
1.3 空间校核
校核连接场合是否满足标准件的装配性。
1.4 紧固扭矩计算、选择
紧固扭矩与预紧力、紧固件规格、螺纹副连接的摩擦系数、润滑情况、螺纹直径大小和连接件本身的结构.强度相关。对于一般汽车紧固连接扭矩，部分设计人员选用依据沿用汽车行业推荐性标准QC/T518-2007《汽车用螺纹紧固件紧固扭矩》,这个标准已被QC/T518-2013标准取代, QC/T518-2007中列出相应规格及性能等级的螺栓紧固扭矩值，如表1.QC/T518-2013标准已删除了这个参考扭矩值，修改了扭矩系数K的规定，增加了不同螺纹摩擦系数下预紧力的最大值的推荐值，增加了最大紧固扭矩的计算，更多强调设计者应根据相应装配条件和连接件本身的参数合理设计紧固扭矩值。
表1 常用未注螺栓、螺母紧固扭矩值（K1=0.666）
1.5 初始紧固扭矩
根据计算值进行圆整,确定初始螺栓扭矩值。
1.6 试验验证
设计人员制定试验大纲，新车型--般需要进行3万公里的可靠性试验，每2000公里对扭矩进行测量,不能出现松动开裂、被连接件功能异常等问题。
螺栓紧固扭矩值是汽车总装配中关键的控制参数,设计人员更多考虑防松和螺栓断裂,容易忽略连接件结构、材料因素的影响。本文就是以紧固扭矩设置过高造成空调压缩机异响为典型例子，说明紧固扭矩除了满足螺栓紧固件的屈服极限外，还要考虑连接件结构、材料强度影响,在产品验证过程中,对于受热膨胀影响较大的零部件的联接，除了控制静态扭矩外,还要监控热膨胀后的扭矩变化,以确保扭矩设置的可靠性。
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