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从奔驰摩擦系数标准来看高速拧紧对试验设备带来的挑战

从奔驰摩擦系数标准来看高速拧紧对试验设备带来的挑战 兹懋Zmart
2021-10-15
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导读:为什么奔驰要求这么高的转速呢?让我们来一起看一下!



PART ONE




拧紧试验设备现状





  

当前摩擦系数试验和模拟装配试验一般都是参照GB/T 16823.3标准或ISO 16047标准要求,同时结合VW 01110的标准中拧紧转速进行设置。

    GB/T 16823.3标准或ISO 16047标准要求拧紧试验机的转速为:

M3-M16的螺纹规格拧紧转速为10rpm-40rpm

M16-M39的螺纹规格拧紧转速为5rpm-15rpm


   为了统一要求,在摩擦系数试验和模拟装配试验中,拧紧转速一般采用20rpm,或者按照预拧紧高转速拧紧不高于200rpm,终拧紧低转速不高于20rpm的要求进行。


   所以,当前的拧紧试验设备的转速要求围绕着200rpm左右的最高转速来设计,同时,为了兼顾大小螺纹规格的试验,拧紧试验机量程一般兼顾更高的扭矩,所以,拧紧机的转速都不是太高,一般都在300rpm以内。





PART TWO




奔驰摩擦系数试验标准对试验机带来挑战






     奔驰对紧固件摩擦系数要求的测试标准为MBN 10544,按照该标准要求,螺纹紧固件摩擦系数测试时候需要进行标准试验和面向应用情况的试验的两种试验。

1.标准试验要求

标准试验要求与上述ISO 16047或VW 01110标准基本一致,但是,也考虑了预拧紧高转速200rpm和终拧紧低转速20rpm,并增加中间停顿0.5s,预拧紧扭矩最小为最终拧紧扭矩的0.3倍,见下表。


标准试验要求在钢,铝合金和电泳涂层的三种情况垫圈下进行测试。


2.面向应用情况的试验

面向应用情况的试验仅要求在电泳涂层的垫片下进行测试,测试转速也是采用预拧紧高转速和终拧紧低转速拧紧的步骤进行。但此时的预拧紧高转速和终拧紧的低转速与标准试验相比,预拧紧的高转速会更高。M8以下螺纹规格的螺纹紧固件拧紧转速都要满足700rpm±70rpm的要求。


满足如此之高的拧紧转速,以前的大量程的拧紧试验机基本不能满足这个测试转速的要求,为此,需要有更高转速的拧紧设备来满足这个标准的要求,给摩擦系数试验机和模拟装配试验机带来了不小的挑战。


PART THREE




预拧紧高转速必要性分析






为什么奔驰要求这么高的转速呢?分析主要有以下原因:

1.模拟现场实际情况

一般现场量产装配紧固件时候,为了满足节拍的要求,都会采用比较高的转速拧紧,特别是采用气动拧紧枪进行预拧紧时候,转速往往非常高,一般能够达到600rpm以上,因此,为了保证与现场实际装配转速一致,试验时候转速应该尽量与现场实际保持一致,这样试验测试出的摩擦系数和模拟装配参数能够更加符合实际情况,不会出现太大的误差。


气动拧紧枪的拧紧转速可以达到非常高的速度,如都可能达到几万转/分的拧紧转速,而很多国内的主机厂有些不重要的部位往往都是采用气动枪拧紧,再通过手工扳手最终拧紧的方式,为了尽可能模拟现场的装配工况就需要比较高的拧紧转速的试验设备来进行验证,气动扳手的相关参数示例截图如下:



1.转速太高容易引起扭矩的过冲

螺纹紧固件装配时候,如果转速太高容易引起拧紧扭矩较大的过冲,为此需要与实际拧紧工艺的转速保持一致,这样能够更加使实验室的测试结果与现场工艺保持一致,由此也需要特别提示需要采用气动枪进行预拧紧时候初始扭矩设置不能太高,否则在预拧紧的时候就会容易出现过冲的可能性。我们进行过类似的试验验证,采用400Nm量程,300rpm转速的拧紧设备,以200rpm的拧紧速度拧紧到10Nm,最终输出扭矩能够达到30.3Nm的过冲扭矩,由此可见高速拧紧时候过冲扭矩还是比较大的,如下图:


3.自攻钉等拧紧工艺转速要求高

自攻钉拧紧时候一般工艺要求为300rpm,甚至有些要求更高如550rpm,所以,在拧紧试验时候需要按照工艺要求进行高转速拧紧。太小的转速会影响节拍,并且会产生较大的攻入扭矩。


PART FOUR




奔驰摩擦系数试验流程






奔驰摩擦系数标准试验流程如下



PART FIVE




总结






    综上所述,高转速的拧紧试验机是非常有必要的,而且为了满足像奔驰的摩擦系数测试标准要求,也需要有高转速的拧紧试验机。


兹懋解决方案

    兹懋目前拥有695rpm,最大拧紧扭矩为100Nm的模拟装配试验机,并且该高转速的模拟装配试验机可以与摩擦系数试验机匹配使用,能够完全满足奔驰的标准要求。


模拟装配试验机也可以与螺纹扭矩轴力复合传感器组合使用,满足摩擦系数的测试要求。


有需要详细了解该型号的试验机、索取相关的资料或对于奔驰的摩擦系数标准有需要交流的也可以加小编微信交流。小编微信:18017569687


关于兹懋

      作为德国领先紧固技术在中国的代言人,旨在通过引进最先进的紧固技术助推中国先进制造业的发展。兹懋是来自德国的Kistler Remscheid (原Schatz)、ECM Datensysteme、AFS先进连接技术研究所驻中国的全权代表机构。提供源自德国的螺纹紧固连接检测、校准、分析的仪器设备,以及紧固连接全寿命周期的解决方案,并定期举办专业的紧固培训研讨会,深受业内好评。




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