扭矩衰减改善方法

SunFMEA软件

某发动机企业的一款主打柴油机油底壳紧固螺栓多达26颗，柴油机运行后，受柴油机温度升高和高频振动的影响，该处螺栓扭矩衰减情况较为严重。该处螺栓扭矩衰减严重会导致油底壳和机体结合面渗油，影响产品质量。

本文通过增加扭矩、紧固螺栓涂螺纹胶、螺栓底部增加压板等工艺试验，寻求改善扭矩衰减情况的方法，以提升柴油机装调质量，提升用户满意度，并为同行提供一定的经验借鉴。

拧紧原理

利用拧紧使螺栓拉伸变形，这种弹性变形产生了轴向拉力，将零件挤压在了一起，称为夹紧力。

理论上，只要产生了足够的夹紧力，完全可以保证被夹零件在振动、高低温等恶劣环境下安全工作，而不必使用涂胶等辅助方法。而事实上由于过程的复杂性，需要用不同方式来保证足够的夹紧力。

在拧紧中螺栓受力如图1 所示。为得到拧紧力，需要施加扭矩，施加的扭矩并不像夹紧力那么简单。

扭矩公式：扭矩M=力F×力臂L，在施加的扭矩中，90%的扭矩被摩擦力消耗，其中螺栓头下摩擦力占50%，螺纹副中摩擦力占40%，只有10%的扭矩转化为夹紧力，这就是所谓的5—4—1原则，如图2所示。

油底壳紧固螺栓扭矩衰减问题描述

该柴油机油底壳螺栓共有26颗，4颗分布在齿轮室，4颗分布在后油封座，其余18颗分布在机体上，采用的是普通镀锌组合螺栓Q1460816F36、Q1460820F36。

总装环节安装油底壳时，扭矩按照普通8.8级螺栓扭矩要求22±5N·m进行控制，拧紧顺序按中间到两边交叉拧紧，符合工艺要求。

而柴油机经过校车后，冷态下再次测量油底壳紧固螺栓的扭矩（采用静态检测法），即对已经拧紧的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的拧紧方向再施加一个逐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动。

读出此时的瞬时值（角度越小越好，一般10°左右），螺栓的平均扭矩衰减到了7.9N·m，其中最小扭矩只有4.3N·m，扭矩衰减情况较为严重，且市场上也有相关整车厂家反馈该款柴油机油底壳紧固螺栓扭矩不足的问题。

油底壳螺栓联接是典型的软连接（软连接即螺栓与工件到达贴合点后，仍需旋转2圈以上以达到目标扭矩的连接方式）。

软连接方式一般拧紧扭矩的衰减在20%以上，也正是因为软连接的衰减特性，导致该款柴油机油底壳螺栓在拧紧完成后，出现复检扭矩偏低的问题，为油底壳结合面的漏油故障埋下风险。软、硬连接区别如图3所示。

改善扭矩衰减情况的工艺试验

为改善该款柴油机油底壳螺栓扭矩衰减的情况，工艺技术人员考虑了几种解决方案。

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