浅谈商用车常用螺栓结构及防松能力提升方法

韦增文

摘 要：目前商用车领域常用的螺栓防松方法分为三类：摩擦防松、机械防松和永久防松；三种防松方法按不同的防松原理又分别采用了不同的螺栓结构，每种螺栓结构的特点和适用场合也各不相同。为保证商用车产品品质，首先要在螺栓设计时按不同的应用场合选用更优的螺栓结构，并针对不同螺栓的防松原理和结构特点实施最适用的拧紧工艺技术。

关键词：商用车螺栓结构；防松能力提升方法

螺栓联接是汽车产品零部件组装的最常见实现方式，螺栓联接的可靠性是评判汽车产品质量水平高低的最基本质量特性。而商用车有自重、载重量大的特点，商用车螺栓联接后受冲击、震动、变载情况下的防松能力也更强相关的体现了商用车产品质量水平的高低。

下面来谈谈商用车常用的螺栓防松结构特点和应用、以及如何提升商用车螺栓防松能力。

1 商用车常用螺栓防松结构及特点介绍用的防松结构及特点、应用场合各不相同，分用最为普遍，主要采用的防松结构、特点及应商用车常用螺栓防松方法分三类：摩擦防述如下： 用场合如表 1： 松、机械防松和永久防松；这几类防松方法采1、摩擦防松。摩擦防松在商用车领域应2、机械防松。

1.1 摩擦防松 螺栓、螺母、弹簧垫圈 弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫圈被压平，其反弹力及切口嵌入能使螺纹间保持压紧力和摩擦力，从而实现防松。 由于弹力不均，不十分可靠，多用于非关键工序的联接。对联接表面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用。

1.2 摩擦防松 双螺母 两个螺母对顶拧紧，使螺栓在旋合段内受拉而螺母受压，构成螺纹联接副纵向压紧；结构简单、防松效果好、成本低、质量大[1]。 多用于低速重载或载荷平稳的场合；商用车部分工序使用：如发动机悬置固定等。

1.3 摩擦防松 非金属嵌件六角锁紧螺母 当外螺纹件拧入后，由于尼龙材料良好的弹性产生锁紧力，达到锁紧；即便没有预紧力的情况，也需要一定松退力矩才能拆卸、而尼龙老化后失去弹性使锁紧力倍增，锁紧效果好。 由于其良好的防松效果，被广泛应用于商用车产品各工序，如传动轴连接等；但由于尼龙熔点的限制，高温场合一般不宜使用。

1.4 摩擦防松 六角法兰面型式螺栓、螺母 采用六角法兰面、具有加大的支承面直径，相对于传统螺栓，在一定的预紧力下可获得更好的防松效果，是目前较新型的结构型式。 适用于高强度 （8级及其以上 ）紧固件，在商用车重要的联接场合广泛采用，如发动机、桥等，成本相对高。

3.1 永久防松 材料粘合 采用厌氧胶粘结剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后粘结剂能够自行固化，防松效果良好，方法简单，经济有效。 盲孔螺纹装配时一般都在螺栓螺纹上涂抹厌氧胶粘结剂；适用于不经常拆卸的部位。

3.2 永久防松 铆钉 采用拉铆工艺使铆钉压入连接件安装孔，铆钉圆头受力使铆钉套管胀开，铆钉固定在连接件孔内实现连接。 主要应用于商用车车架，适用于不经常拆卸的部位。

较为常见，主要采用的防松结构、特点及应用场合如表 2：

3、永久防松。永久防松在拆卸时需要破坏螺纹紧固件、无法重复使用，其特点及应用场合如表 3：

2 根据以上介绍不同螺栓的结构特点及适用场合，在设计时选用更优的螺栓结构，并结合其防松原理实施最适用的拧紧工艺技术，实现螺栓防松能力提升。

2.1 螺栓防松结构的设计优化。

2012年以前，国内市场上的商用车产品使用的螺栓防松结构中，60%以上采用的是“螺栓 +螺母 +弹簧垫圈”防松结构，这种结构的螺栓拧紧后，由于弹簧垫圈与螺栓之间的弹力分布不均，螺栓在受变载冲击、振动冲击后容易松动，因此 2012年以前、国内商用车螺栓松动故障率高于 12‰；2013年以后，各大商用车主机厂在重要联接部位普遍采用了“六角法兰面型式螺栓、螺母”、“带嵌件六角锁紧螺母”替代了过去的弹簧垫圈防松结构，从结构的优化上为防松能力提升提供了保障；

2.2 螺栓拧紧工艺技术优化：

2.2.1

螺栓拧紧设备的优化。商用车领域过往不注重拧紧设备的精确度，普遍采用的是最普通的冲击式风扳机、其拧紧精度仅为 20%-30%，且由于使用过程中内部元件反复受冲击、其输出的拧紧力衰减严重，需要每天不定时点检更换风扳机；近年来，各大商用车主机厂在拧紧设备优化方面下足了功夫，在重要联接部位采用了多轴联动定扭拧紧机、油压脉冲式定扭风扳机、定值式扭力扳手等，优化后拧紧精度提升到 5%-15%；

2.2.2

螺栓拧紧力矩标准的提升、优化。随着螺栓等标准件的自身质量提升，其能承受的拉力、剪切力等也在不断提升，因此，我们需要通过反复试验求得当下螺栓等标准件的最大屈服极限，以最接近屈服极限来设定螺栓拧

紧的力矩值，确保在不超出螺栓屈服极限的前提下、又最充分的拧紧螺栓，提升防松能力。

近两年来，螺栓防松新技术在商用车领域的应用、优化越来越多，如施必牢螺栓技术等；相信通过不断的创新、优化，即便是商用车的自身工况相对恶劣，其 3MIS螺栓松动故障率也能够实现 0故障。

参考文献：

[1]闻邦椿 .机械设计手册 [M].机械工业出版社 .2010年 .