Volvo STD 5511-719 螺纹接头摩擦特性测定 - 测试方法

Volvo STD 5511-719 螺纹接头摩擦特性测定 - 测试方法

由沃尔沃制定的“Volvo STD 5511-719 螺钉紧固技术 - 螺纹紧固件摩擦特性测定 - 测试方法”标准,描述了用于测量和评估螺栓、螺钉和螺母等螺纹紧固件摩擦特性(摩擦系数/扭矩-应力关系)的测试方法。这些特性在汽车和重型车辆装配中至关重要,因为它们直接影响:

Volvo STD 5511-719 螺纹接头摩擦特性测定 - 测试方法

  • 由此产生的压缩载荷/预载荷
  • 夹紧精度
  • 连接可靠性
  • 防止拧得过紧或过松
  • 防止牙齿磨损或损伤。

该标准是沃尔沃机械耦合/连接标准(5511 标准系列)大家族的一部分。

该标准没有国际或国家层面的对应标准。但是,有许多国家和国际标准涵盖了这一主题,例如 DIN 946 和 ISO 16047。

Volvo STD 5511-719 标准规定了测试方法和策略,并取代了以下标准:STD 5511.71、STD 5511.711、STD 5511.73、STD 7121.41、STD 7121.45 和 STD 5511.72。

测试中使用的设备主要由三部分组成:

  • 压接工具
  • 力矩转换器
  • 测量仪器

整套装置的精度应保证总测量误差不超过±5%。测试设备应能自动或手动对每个螺母、螺钉或螺栓施加拧紧扭矩,且不会对每个螺母或螺钉产生横向力。拧紧速度应可调。测试设备应配备总扭矩测量装置。测量装置的精度应保证总测量误差不超过±2%。间隙孔应符合ISO 273标准。配合部件应能固定,以防止其相对于被拧紧部件旋转。测量仪器部分应能连续记录整个拧紧过程,可以是模拟式或数字式。

该测试在10-35摄氏度的环境温度下进行,使用如上所述的压缩力测量装置。除非另有规定,每次连接类型摩擦特性的测定均需进行20次测试。每次测试均使用新的螺钉、螺纹孔和底座。压缩过程以推荐的10 rpm恒定转速连续进行。压缩转速不应超过25 rpm。实际压缩转速记录在测试报告中。在整个压缩过程中,测量值均需连续记录。通常情况下,当达到所需的预紧力时,测试过程即停止。

在自动化生产线上,使用扭矩拧紧螺栓是最常用的方法。然而,只有 10-20% 的扭矩会拉伸螺栓并产生压缩载荷,其余 80-90% 的扭矩则用于克服摩擦力。主要原因如下:

  • 螺栓头下方的摩擦力(螺栓头/螺母与被拧紧表面之间的摩擦力):这通常是影响最终预紧力的最主要因素。
  • 牙齿摩擦(男性和女性牙齿之间的摩擦)。

摩擦系数的微小变化会导致相同扭矩下所获得的压缩载荷发生显著变化:

  • 在给定扭矩的情况下,齿轮摩擦力加倍可使预紧力降低约 28% 或更多。
  • 摩擦力极低会增加过度拧紧的风险(螺栓或接头可能会打滑/滑丝)。
  • 摩擦力过大会增加拧紧力不足的风险,而拧紧力不足会导致松动、疲劳失效、泄漏或接头灾难性失效。

在安全至关重要的汽车应用中,即使摩擦力的微小变化也会导致连接性能的不一致;对于像沃尔沃这样优先考虑耐用性和零缺陷质量的公司来说,这是不可接受的。

简而言之,沃尔沃 STD 5511-719 标准是一项企业技术标准,其中包含一种用于测定汽车装配中使用的螺栓、螺钉和螺母等螺纹紧固件摩擦特性的测试方法。该标准在汽车行业至关重要,因为螺纹连接中一致且可预测的摩擦性能对于以下方面至关重要:

  • 在夹紧过程中获得正确的夹紧力(扭矩控制)。
  • 防止拧得过紧或过松。
  • 确保连接完整性、抗疲劳性和安全性。
  • 控制自动化装配线中的扭矩分配。

本标准规定了在受控条件下测量摩擦系数(总摩擦系数、齿轮摩擦系数和头部摩擦系数)的程序,通常使用扭矩/拉力试验台等专用设备。它属于VCS/STD 5511系列标准,该系列标准通常涵盖与机械连接和联轴器相关的测试方法。本标准是沃尔沃集团一系列企业标准(STD)的一部分,这些标准在合同中作为参考时对供应商具有法律约束力。这些标准确保了沃尔沃集团旗下各公司(包括卡车、巴士、工程机械和乘用车)的质量、互换性和性能。

向沃尔沃供应紧固件的供应商必须证明其产品符合沃尔沃STD 5511-719标准,尤其是在图纸、规格或采购订单中要求特定摩擦系数(通常需要进行表面处理,例如锌片涂层、磷化或润滑)的情况下。对于底盘、发动机和车身应用中的高强度螺栓而言,这一点尤为重要,因为这些应用需要精确的扭矩-拉力关系。

沃尔沃STD 5511-719标准至关重要,因为它直接涉及摩擦系数,而摩擦系数是汽车螺纹紧固件性能中最基本且变化最大的因素之一。在现代车辆装配(轿车、卡车、公共汽车、工程机械)中,从发动机缸体到底盘、悬架、制动器和车身结构,螺栓连接无处不在。这些连接必须提供精确可靠的压缩载荷(预紧力),以确保结构完整性、抗振性、疲劳寿命和整体安全性。

总之,该标准体现了沃尔沃对可靠连接技术的重视,这是其工程理念中车辆安全性和耐久性的基石。对于使用沃尔沃紧固件的供应商、工程师或研究人员而言,这可能是他们遇到的最重要的摩擦相关特性之一。

多年来,凭借我们经验丰富的专业团队,我们始终关注客户需求,提供先进的测试服务,并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下,我们也根据沃尔沃STD 5511-719标准为企业提供测试服务。

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