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重复拧紧3000次,这颗螺栓是如何实现的?

重复拧紧3000次,这颗螺栓是如何实现的? 兹懋Zmart
2024-04-15
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众所周知,螺栓在多次拧紧的过程中,由于摩擦的作用,其螺纹与支撑面之间的摩擦系数会发生变化。通常情况下,当螺栓经历2-3次拧紧时,摩擦系数会降至最低点;然而,随着拧紧次数的进一步增加,摩擦系数又会逐渐上升。当然,也存在某些情况下,螺栓在重复拧紧过程中摩擦系数持续上升的现象。因此,在实际应用中,需要充分考虑到这些摩擦系数的变化,以确保螺栓的紧固效果达到最佳状态。



既然在重复拧紧时候摩擦系数会有变化的问题,那么如果一颗螺栓需要重复拧紧,需要如何设计呢?


螺栓复用要求

在汽车螺栓连接中,对于过屈服扭矩转角法拧紧的螺栓一般不允许重复使用,而且有些企业的维修手册会明确要求螺栓拆卸时候需要更换新的螺栓。对于扭矩法拧紧的一些螺栓,如果有拆卸时候可以允许重复使用。


在汽车工厂装配时候也会出现螺栓拧紧时候报警的情况,例如拧紧时候设定的角度监控超出了范围,会出现报警,此时一般需要更换螺栓螺母等紧固件,再次进行拧紧,如果报警消失就可以认为该连接点拧紧是OK,如果仍然出现报警就需要下线严格进行检查分析原因。所以说车间在重复装配时候,一般不管是过屈服的扭矩转角法拧紧还是扭矩法拧紧,往往都会进行紧固件更换后再次拧紧。



对于轨道交通行业,由于车辆需要在动车段、机务段、车辆段等进行维护保养,对于一些零件进行检查维修时候需要拆卸螺栓等紧固件,这些紧固件往往数量大,在整个车辆生命周期内,检查维修次数多,所以紧固件总成本比较大,这个时候大家就比较关注螺栓的复用问题。


如果螺栓复用需要进行哪些方面的检查?


鉴于某些行业是影响生命财产安全的行业,对于前面不允许复用的螺栓,如果要进行复用必须进行螺栓各项性能都验证满足要求才行。这就需要行业内专家对这种需要复用的螺栓确认进行哪些性能的测试,评价指标等实验室验证,同时,原则上必须进行一定数量车辆的运行考核验证,经过严格考核以后才可能确定哪些螺栓是否可以复用,哪些螺栓不可以复用。否则,没有经过这些严格测试和考核,螺栓的复用的难度比较大。



换电螺栓


不久前,作为全球首个换电站出口项目,蔚来在挪威完成了首座海外换电站的布局。从首座换电站上线至今,蔚来累计为用户提供超500万次换电服务,单日最高换电车次超20,000次。



20,000次满电出发,背后是超过20,000次的动力电池装卸动作,这对换电机构的可靠性、安全性、便利性是一项严峻考验。如此频繁的装卸,电池的紧固件扛得住吗?数百公斤的电池又是如何完成快速装卸的?这个螺栓为什么能够进行3000多次的重复使用呢?


换电螺栓采用8个M18的螺栓,2个M10的螺栓,电池包外圈是8个M18的螺栓,2个M10的螺栓位于电池包的中间。

换电螺栓结构如下:


弹簧的内圈要比螺栓头的法兰面直径大。防转带齿槽的类似螺母零件钢制件与塑料件组合到一起。上面黑色的塑料件相当于一个垫圈,支撑弹簧。带塑料件的螺母塑料上面有齿形,与下面塑料螺母齿形配合,在弹簧力作用下,两个零件齿形配合到一起,保持两个零件固定不动,起到防转作用。如果换电时候,需要拆卸或拧紧螺栓时候,需要把带塑料齿形螺母顶上去,把弹簧压缩,这样两个齿形零件就会脱开,拧螺母就可以带动螺栓拧紧或拆卸。



以下是网上能够查到的电池包换电螺栓的设计要求。从这个设计要求来看换电螺栓的拆卸次数要保证3000次以上。是如何保证重复使用3000次呢?


1、拧紧扭矩设定比较低



之所以能够重复拧紧3000次,这个螺栓的设定的拧紧扭矩比较低。M18的螺栓拧紧扭矩就设定为110Nm±10Nm,M10的螺栓设定为35Nm±3Nm。比常规的M18螺栓正常计算最大拧紧扭矩可达440Nm,螺栓拧紧扭矩可以通过SD PRO(screw designer professional螺栓计算软件)快速计算出该螺栓的拧紧扭矩。因此当前设定拧紧扭矩110Nm比正常可以达到的最大扭矩低很多,仅为1/4左右,这也就导致该螺栓在拧紧时候不会出现较大的预紧力,不会产生非常大的磨损。


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2、有旋转防松结构



对于螺栓连接来说,一般可以认为螺栓设计完成后,预紧力越小,或者说利用率越小,相对来说越容易出现螺栓的旋转松动。该螺栓预紧力比较低,利用率比较小,但由于其有防止旋转松动的结构,故该螺栓虽然设定拧紧扭矩比较小,也不会出现旋转松动的可能性。

3、需要涂润滑剂



这就是对外宣传能够进行3000次重复拧紧的螺栓的关键所在,但是对外没有具体说说明这一项,引起大家对这个螺栓重复使用更加神秘莫测。为此我们查询了该螺栓的拆解维修手册,从维修手册中就可以看出,每块电池首次换电前后两次换电时间间隔达到3个月以上,换电次数达到100次以后,需要进行涂油脂操作。因此,这一点才是该换电螺栓能够进行3000次换电重复拧紧的关键所在,对外宣传这一点都是没有体现出来的。



以上便是关于换电螺栓为何能够经受3000次重复拧紧的深入分析与说明。对于这款螺栓,大家若还有任何疑问或独到的见解,请联系我们的技术专家,我们都非常期待与您共同交流,探讨更多关于螺栓技术与应用的精彩话题。



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