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，出現較大螺栓扭矩衰減的問題，下面，螺絲君，復盤整個分析過程，僅供參考。

 01螺栓扭矩衰減現象及原因

1. 加速踏板固定螺栓扭矩衰減現象

某客車加速踏板固定螺栓,在擰緊到規定扭矩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構

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識，未發現移位現象；觀察到加速踏板支撐面處地板出現壓陷現象。
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生塑性變形，雖然螺栓沒有發生旋轉松動，但因被連接件的塑性變形造成了螺栓軸向緊固力降低，從而導致了螺栓固定扭矩的衰減。

02加速踏板支撐面結構改進及效果

1) 將容易出現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。具體結構下圖所示。

改進結構靜置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。

改進結構靜置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%，比原結構有很大改善。

3) 在原始安裝結構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，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結構有較大改善。

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構簡單，改進效果明顯，目前已經在客車上得到廣泛應用。

03 對標分析

我們對標了乘用車的踏板設計，在塑料件的基礎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緊力的能力，減少擰緊扭矩和預緊力的衰減，

 同時，由于襯套是嵌入到塑料件中，塑料件與襯套的結合力也能夠保證。

04總 結

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

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。