通用汽车的车轮螺栓测试标准是目前行业内认可的标准，这个标准要求测量车轮螺栓、螺母拧紧到不同的扭矩等级后的轴力、角度等数值，根据测试的结果确定最终的车轮螺栓、螺母的拧紧工艺。
满足该标准的一台测试试验台价格非常昂贵，目前国内也仅有两三台测试设备。且该测试设备仅用于车轮螺栓、螺母的测试，是专用测试设备，设备利用率不高。
分析发现该设备也不是用于实际轮毂轴承、制动盘、挡泥板、轮毂、车轮螺栓和车轮螺母装配后的轴力测量，而是把制动盘、挡泥板、轮毂轴承去掉后的车轮螺栓轴力测量装置，该螺栓的轴力是用压力传感器进行的测量。
图1 车轮螺栓轴力专用测量设备
现有的车轮螺栓、螺母轴力测量成本太高，设备利用率低。为此，可以通过目前比较普遍使用的兹懋（Kistler）紧固件摩擦系数测量装置上加以改造来实现车轮螺栓轴力测量的功能，降低测试成本，同时，能够达到原有测量设备的结果和测试精度。
图2 兹懋（Kistler）Analyse摩擦系数测量分析系统
该车轮螺栓轴力是采用兹懋（Kistler）螺纹紧固件摩擦系数试验机进行测试，而螺纹紧固件摩擦系数试验机使用率高，几乎每家紧固件供应商和汽车主机厂都拥有该设备，因此，不需要为了测量车轮螺栓的轴力和扭矩单独购买新的专业测量设备，测试成本低。
同时，由于螺纹紧固件摩擦系数试验机都是采用进口的高精密试验设备，精度高，能够满足车轮螺栓的轴力和扭矩测试要求，也能够达到车轮螺栓专用轴力测量设备的精度要求。
专用车轮螺栓测量设备由于仅仅能够测量总的扭矩，所以，无法测量或计算出螺纹车轮螺栓的螺纹扭矩、端面扭矩、螺纹摩擦系数和端面摩擦系数。通过本发明的一种车轮螺栓轴力测量装置可以非常容易的测量出总扭矩、螺纹扭矩、端面扭矩、轴力等参数，从而就能够得出总摩擦系数、螺纹摩擦系数、端面摩擦系数等各项参数，更加有利于车轮螺栓的拧紧工艺分析。
利用兹懋（Kistler）螺纹紧固件摩擦系数试验机上的螺纹扭矩和轴力传感器（如图2），来测量车轮螺栓拧紧时候的螺纹部分扭矩和轴力，另外，根据螺纹紧固件摩擦系数试验机的电动拧紧枪可以测量出车轮螺栓拧紧时候的总的拧紧扭矩，从而可以对车轮螺栓的拧紧过程的扭矩和轴力进行详细的分析，并且可以根据上面测量出的相关参数计算出车轮螺栓的总摩擦系数、螺纹摩擦系数和端面摩擦系数等。
图2 轴力传感器（剖视图和轴侧视图）
下面的零件是根据车轮螺栓轴力测量方案专门设计或加工的零件。
测试支撑板（如图3）放置于轴力传感器的上方，用来支撑车轮螺栓安装测量时候轮毂零件。该支撑板有四个螺栓孔，通过四个螺栓与轴力传感器进行连接，用于支撑板与轴力传感器的定位和固定，防止车轮螺栓拧紧时测试支撑板的旋转。
测试支撑面中间有一条凹槽，用于放置加工后的轮毂，凹槽可以阻止车轮螺栓拧紧时轮毂的转动。
测试支撑面需要有足够的刚度，保证车轮螺栓拧紧时候支撑板的变形。
图3 测试支撑板
汽车轮毂设计如图4，汽车轮毂上会设计有5个车轮螺栓螺母的安装孔，汽车车轮螺栓一般采用5个。为了能够在螺纹紧固件摩擦系数试验机上测量车轮螺栓的轴力需要把轮毂进行加工，但又不能影响车轮螺栓安装处的强度和表面状态。
加工后的轮毂如图5，分别在两个车轮螺栓孔的中间把轮毂切割开，切割后的轮毂部分为72°。这样可以保证每个车轮螺栓的连接处刚度与轮毂整体时候基本一致。在切下来的轮毂内侧（车轮螺母安装面另一侧）处加工出一个3mm以上深度的台阶，该台阶可以与测试支撑板中的凹槽相配合，在车轮螺栓拧紧时候就可以防止该轮毂的转动。
图4 汽车轮毂
图5 加工后轮毂
防转固定支撑如图6，该零件主要作用是车轮螺栓头部放置于该支撑中，固定车轮螺栓的轴向位移，拧紧时候车轮螺栓不会轴向移动，同时，能够起到车轮螺栓的防转作用，在拧紧车轮螺母时候，车轮螺栓不会随着车轮螺母的拧紧而发生转动。
该装置中两个螺栓孔与轴力传感器的两个定位销相配合，传感器上定位销穿入到螺栓孔中，车轮螺母拧紧时候，车轮螺母的螺纹扭矩会传递到车轮螺栓上，车轮螺栓由于与该防转固定支撑相对固定，所以，最终的车轮螺母的螺纹扭矩会传递到轴力传感器上，轴力传感器同时具备测量扭矩的传感器，因此，车轮螺母拧紧时候的螺纹扭矩就可以被传感器测量出来。
图6 防转固定支撑
车轮螺栓需要进行改制，改制后的车轮螺栓如图7。主要是对螺栓头部加工成扁平形，扁平形边缘尺寸到车轮螺栓杆部尺寸应至少留有0.5mm。这样可以把车轮螺栓放置于防转固定支撑中防止车轮螺母拧紧时候螺栓的转动，从而把拧紧车轮螺母时候的螺纹扭矩传递到传感器上面。
图7 车轮螺栓
将制作完成的测试支撑板放置于轴力传感器前方，用4个螺栓固定。防转固定支撑放置于轴力传感器内，防转固定支撑的2个螺栓孔穿入传感器的2个定位销，把头部加工后的车轮螺栓传入防转固定支撑、测试支撑板，然后把加工后的轮毂放置于测试支撑板的前方，最后拧上车轮螺母。
最后，用螺纹紧固件摩擦系数测试装置的拧紧枪拧紧车轮螺母，记录拧紧车轮螺母时候的拧紧扭矩、轴力和螺纹扭矩，输入扭矩-角度和轴力-角度曲线，通过输出曲线即可分析和制定车轮螺栓的拧紧工艺，并可计算出车轮螺栓的摩擦系数。
1、测试精度更高，该测试设备是在兹懋（Kistler）螺纹紧固件摩擦系数试验机上进行的测量，测试精度更加保证。
2、通过合理设计工装的尺寸，使车轮螺栓的夹紧长度完全满足实际设计要求，所以，试验结果能够更加贴合实际零件的状态，测试结果更加准确可靠。
3、不仅仅能够测试扭矩-角度、轴力-角度曲线，还能够测量出车轮螺栓、螺母的螺纹摩擦系数、端面摩擦系数、螺纹扭矩和端面扭矩等参数和数据，对于制定和评定车轮螺栓的拧紧扭矩更加方便可靠。
4、由于采用的是螺纹紧固件摩擦系数试验机，该设备是紧固件测试的常用设备，几乎各大主机厂和紧固件供应商都有该设备，试验人员操作熟练，不需要像专业测试设备那样专业的再培训，所以，操作过程和测试结果更加稳定可靠。
5、螺纹紧固件摩擦系数试验机的软件界面更加友好，扭矩-角度和轴力角度曲线可以绘制在同一样图形中，随机制定任何一点都可以直接显示出该点的扭矩和轴力，便于制定拧紧工艺。
6、由于不需要专用测试设备，可以节省成本约100万元。
关于兹懋 （原兹韦克中国的紧固技术业务单元）
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。
