卡箍预紧力矩影响因素研究

惠耀兵 齐宝鹏

摘 要：卡箍松动易引起冷却液泄露从而影响冷却效果 针对这一问题 拟采用环境模拟试验方法对卡箍预紧力矩影响因素进行研究 对5种不同类型的卡箍预紧力矩的衰减率进行分析 以找到影响卡箍预紧力矩的关键因素 为后续进行卡箍选型及设计优化提供有效的依据。

关键词：预紧力矩;环境模拟;衰减率

中图分类号：U467  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）18-111-02

Abstract： Clamp loose easy cause coolant leaks from still affect the cooling effect， in order to solve this problem， proposed the environmental simulation test method is adopted to card basket， studies the determinants of pre-tightening torque of 5 different types of card basket of attenuation of pre-tightening torque are analyzed， in order to find the key factors influencing the card basket pre-tightening torque， for subsequent clamp provide effective basis for selection and design optimization.

Keywords： Preload torque; Environmental simulation; Attenuation rate

CLC NO.： U467  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）18-111-02

1 引言

卡箍是汽车冷却系统常用的紧固件之一 水箱冷却器系统、油冷器系统、中冷器系统等 都需要使用到卡箍 以保障各冷却系统中介质的密封 维持冷却系统的正常运作[2]。如果卡箍出现松动引起冷却液泄露 轻则导致汽车发动机水温过高冷却效果下降 重则导致汽车停驶或发动机开锅等高危故障。

卡箍预紧力矩是为了增强卡箍与软管连接的可靠性和紧密性 以防止卡箍在受到载荷后连接件之间出现缝隙或者相对滑移而预先施加的力矩（N·m）。

目前针对卡箍预紧力矩的测试方法主要有拧紧法、标记法、松开法等 本文采用拧紧法进行卡箍预紧力矩测试。拧紧法的操作方法如下：扭矩扳手平稳用力逐渐增加扭矩（切忌冲击） 当卡箍螺栓刚开始产生微小转动时它的瞬时扭矩最大（因要克服静摩擦力） 继续转动 扭矩值就会回落到短暂的稳定状态 这时的扭矩值即为测试所得的扭矩。

为对卡箍松动问题进行分析 拟采用环境模拟试验方法对卡箍预紧力矩影响因素进行研究 以找到可能引起卡箍松动的原因及解决方法。

2 试验样品信息

1.卡箍A  2.卡箍B  3.卡箍C  4.卡箍D  5.卡箍E

试验样品由卡箍A-E共5类组成 如图1所示。其中卡箍A、B为孔型蜗轮蜗杆卡箍[3] 俗称美式蜗轮蜗杆卡箍[1];卡箍C、D、E为齿型钢带蜗轮蜗杆卡箍[4] 俗称德式涡轮蜗杆卡箍[1]。

3 试验方法及试验数据

3.1 常温下卡箍预紧力矩试验

在常温下 将被试件依次安装到软管及接头连接处 并将预紧力矩设定至指定值。然后前3次每隔2h进行一次预紧力矩测试 第4次预紧力矩测试与第一次间隔24h 共进行4次 预紧力矩试验数据详见表1。

由表1可知 卡箍A在24h的衰减率S为49.57% 卡箍B在24h的衰减率S为74.50% 卡箍C在24h的衰减率S为26.57% 卡箍D在24h的衰减率S为18.29% 卡箍E在24h的衰减率S为35.14%。其24h的衰减率柱状图如图2所示。

3.2 低溫预紧力矩试验

将被试件依次安装到软管及接头连接处 并将预紧力矩设定至指定值。然后在-35℃环境下存放4h 然后进行一次预紧力矩测试 随后在常温下存放20h再进行一次预紧力矩测试 共进行3次 预紧力矩值详见表2。

由表2可知 卡箍A在24h的衰减率为75.50% 卡箍B在24h的衰减率为33.04% 卡箍C在24h的衰减率为83.71% 卡箍D在24h的衰减率为34.86% 卡箍E在24h的衰减率为55.71%。其24h的衰减率柱状图如图3所示。

3.3 高温预紧力矩试验

将低温预紧力矩试验后经过室温恢复后的样件在100℃环境下存放4h 然后进行一次预紧力矩测试 随后在常温下存放20h再进行一次预紧力矩测试 共进行3次 预紧力矩试验数据详见表3。

由表3可知 卡箍A在24h的衰减率为45.92% 卡箍B在24h的衰减率为31.95% 卡箍C在24h的衰减率为40.76% 卡箍D在24h的衰减率为11.40% 卡箍E在24h的衰减率为-54.84%。由衰减率数据可知 卡箍E在24h后的预紧力矩反而比初始值大。其24h的衰减率柱状图如图4所示。

4 结论

通过对不同型号卡箍在常温、低温、高温环境下进行的预紧力矩试验 卡箍B在常温下预紧力矩的衰减率最大（74.50%） 卡箍C在低温下预紧力矩的衰减率最大（83.71 %） 卡箍A在高温下预紧力矩的衰减率最大（45.92%）。美式涡轮蜗杆卡箍在常温和高温下预紧力矩衰减率明显比德式涡轮蜗杆卡箍大 而冷却系统采用的卡箍使用工况温度较高（一般为85℃℃～95℃） 在卡箍选择上应优先选择德式涡轮蜗杆卡箍。

参考文献

[1] 王涛.工程机械常用卡箍的技术特点及选用探析[J].工程机械. 2013.02.

[2] 农毅.浅谈汽车冷却系统常用卡箍性能特点及选用[J].装备制造技术.2015.08.

[3] QC/T620-1999.A型蜗杆传动式软管环箍.

[4] QC/T619-1999.B型和C型蜗杆传动式软管环箍.