新能源汽车作为国家重点战略,近年在政府大量投放的“养料”中,野蛮生长。众多新能源企业也如雨后春笋,纷纷冒头,遍布林间。由于目前整个产业走在世界前列,因此并无任何借鉴经验,对车辆的自主设计提出了更高要求,尤其对基础环节的设计要求特别高,例如与安全息息相关的螺栓连接的设计。

某新能源汽车企业在新车路试时,发现:1、汽车底盘拖拽臂和控制臂螺栓会有松动发生。2、两处连接中间有套管存在,套管在运动过程中会受到横向载荷,极易发生松动。该公司决定对拧紧工艺进行验证和重新开发,委托华测的连接实验室进行拧紧工艺检测和分析。

控制臂安装点

测试螺栓
华测于2018年4月成立的连接实验室专攻“紧固连接”检测,实验室全系列螺栓检测设备由紧固专家兹懋提供,包括:全系列德国进口Kistler品牌(原Schatz)螺栓连接检测设备,ECM全自动光学螺栓尺寸测量仪、进口超声波轴力测量仪、Zwick高频疲劳试验机。
首先,对客户出现的问题进行初步分析,从拧紧工艺的角度出发,该两处问题的原因可能为:
1、拧紧过程中的预紧力不足
2、套管与零件的材料摩擦系数小
客户选择从原因1:“预紧力可能不足”进行分析。
选用设备:
1、500Nm模拟装配系统+LCT超声波轴力测量仪
2、ECM全自动光学螺栓尺寸测量仪

500Nm模拟装配系统+LCT超声波轴力测量仪

ECM全自动光学螺栓尺寸测量仪
试验准备:
1、使用超声波测轴力,需要先进行螺栓加工,将螺栓两端磨平并在一端贴片。
2、再对螺栓进行标定。从标定曲线来看,螺栓的批次稳定。
3、完成贴片和标定后,即可使用超声波实时测得装配轴力。

超声波标定
试验过程:
使用500Nm模拟装配系统对底盘零件进行模拟装配,配合超声波轴力测量仪获得实时装配曲线(扭矩-转角曲线、夹紧力-转角曲线、扭矩-夹紧力曲线)。

模拟装配过程

扭矩-转角曲线

夹紧力-转角曲线

扭矩-夹紧力曲线
测试结果及分析:
1、在过屈服拧紧后会出现黏滑效应(扭矩-转角曲线中,过屈服后扭矩上下震荡),原因是后期摩擦系数较大,不建议以扭矩+转角法进行工艺拧紧。
2、螺栓在拆卸后发现肉眼可见弯曲,用ECM尺寸测量仪发现弯曲角度在10度左右。说明零件孔的位置有一定偏差。
3、通过测得的扭矩与轴力关系,客户可以根据设计的轴力大小来确定拧紧扭矩

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关于兹懋 (原Zwick China紧固技术业务单元)
作为德国顶级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。

