Volvo STD 5511-719 螺紋接頭摩擦特性測定 - 測試方法

Volvo STD 5511-719 螺紋接頭摩擦特性測定 - 測試方法

由沃爾​​沃制定的「Volvo STD 5511-719 螺絲緊固技術 - 螺紋緊固件摩擦特性測定 - 測試方法」標準,描述了用於測量和評估螺栓、螺絲和螺母等螺紋緊固件摩擦特性(摩擦係數/扭矩-應力關係)的測試方法。這些特性在汽車和重型車輛組裝中至關重要,因為它們直接影響:

Volvo STD 5511-719 螺紋接頭摩擦特性測定 - 測試方法

  • 由此產生的壓縮載重/預載重
  • 夾緊精度
  • 連接可靠性
  • 防止擰得太緊或過鬆
  • 防止牙齒磨損或損傷。

該標準是沃爾沃機械耦合/連接標準(5511 標準系列)大家族的一部分。

該標準沒有國際或國家層級的對應標準。但是,有許多國家和國際標準涵蓋了這個主題,例如 DIN 946 和 ISO 16047。

Volvo STD 5511-719 標準規定了測試方法和策略,並取代了以下標準:STD 5511.71、STD 5511.711、STD 5511.73、STD 7121.41、STD 7121.45 和 STD 5511.72。

測試中使用的設備主要由三個部分組成:

  • 壓接工具
  • 力矩轉換器
  • 測量儀器

整套裝置的精確度應確保總測量誤差不超過±5%。測試設備應能自動或手動對每個螺母、螺絲或螺栓施加擰緊扭矩,且不會對每個螺母或螺絲產生橫向力。擰緊速度應可調。測試設備應配備總扭矩測量裝置。測量裝置的精度應可確保總測量誤差不超過±2%。間隙孔應符合ISO 273標準。配合部件應能固定,以防止其相對於被擰緊部件旋轉。測量儀器部分應能連續記錄整個擰緊過程,可以是類比式或數位式。

此測試在攝氏10-35度的環境溫度下進行,使用如上所述的壓縮力測量裝置。除非另有規定,每次連接類型摩擦特性的測定均需進行20次測試。每次測試均使用新的螺絲、螺紋孔和底座。壓縮過程以建議的10 rpm恆定轉速連續進行。壓縮轉速不應超過25 rpm。實際壓縮轉速記錄在測試報告中。在整個壓縮過程中,測量值均需連續記錄。通常情況下,當達到所需的預緊力時,測試過程即停止。

在自動化生產線上,使用扭力鎖緊螺栓是最常用的方法。然而,只有 10-20% 的扭矩會拉伸螺栓並產生壓縮負荷,其餘 80-90% 的扭矩則用於克服摩擦力。主要原因如下:

  • 螺栓頭下方的摩擦力(螺栓頭/螺帽與被鎖緊表面之間的摩擦力):這通常是影響最終預緊力的最主要因素。
  • 牙齒摩擦(男性和女性牙齒之間的摩擦)。

摩擦係數的微小變化會導致相同扭力下所獲得的壓縮負荷有顯著變化:

  • 在給定扭力的情況下,齒輪摩擦力加倍可使預緊力降低約 28% 或更多。
  • 摩擦力極低會增加過度擰緊的風險(螺栓或接頭可能會打滑/滑絲)。
  • 摩擦力過大會增加擰緊力不足的風險,而擰緊力不足會導致鬆動、疲勞失效、洩漏或接頭災難性失效。

在安全至關重要的汽車應用中,即使摩擦力的微小變化也會導致連接性能的不一致;對於像沃爾沃這樣優先考慮耐用性和零缺陷品質的公司來說,這是不可接受的。

簡而言之,Volvo STD 5511-719 標準是一項企業技術標準,其中包含一種用於測定汽車組裝中使用的螺栓、螺絲和螺母等螺紋緊固件摩擦特性的測試方法。該標準在汽車行業至關重要,因為螺紋連接中一致且可預測的摩擦性能對於以下方面至關重要:

  • 在夾緊過程中獲得正確的夾緊力(扭力控制)。
  • 防止擰得太緊或過鬆。
  • 確保連接完整性、抗疲勞性和安全性。
  • 控制自動化裝配線中的扭力分配。

本標準規定了在受控條件下測量摩擦係數(總摩擦係數、齒輪摩擦係數和頭部摩擦係數)的程序,通常使用扭矩/拉力試驗台等專用設備。它屬於VCS/STD 5511系列標準,該系列標準通常涵蓋與機械連接和聯軸器相關的測試方法。本標準是沃爾沃集團一系列企業標準(STD)的一部分,這些標準在合約中作為參考時對供應商具有法律約束力。這些標準確保了沃爾沃集團旗下各公司(包括卡車、巴士、工程機械和乘用車)的品質、互換性和性能。

向沃爾沃供應緊固件的供應商必須證明其產品符合沃爾沃STD 5511-719標準,尤其是在圖紙、規格或採購訂單中要求特定摩擦係數(通常需要進行表面處理,例如鋅片塗層、磷化或潤滑)的情況下。對於底盤、引擎和車身應用中的高強度螺栓而言,這一點尤其重要,因為這些應用需要精確的扭力-拉力關係。

VolvoSTD 5511-719標準至關重要,因為它直接涉及摩擦係數,而摩擦係數是汽車螺紋緊固件性能中最基本且變化最大的因素之一。在現代車輛組裝(轎車、卡車、巴士、工程機械)中,從引擎缸體到底盤、懸吊、煞車和車身結構,螺栓連接無處不在。這些連接必須提供精確可靠的壓縮負荷(預緊力),以確保結構完整性、抗振性、疲勞壽命和整體安全性。

總之,該標準體現了沃爾沃對可靠連接技術的重視,這是其工程理念中車輛安全性和耐用性的基石。對於使用沃爾沃緊固件的供應商、工程師或研究人員而言,這可能是他們遇到的最重要的摩擦相關特性之一。

多年來,憑藉我們經驗豐富的專業團隊,我們始終專注於客戶需求,提供先進的測試服務,並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下,我們也提供符合沃爾沃STD 5511-719標準的測試服務。

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