螺栓的选型及拧紧，在汽车上怎么装配？

一、关于螺栓拧紧的力学分析

在螺栓拧紧过程中，螺栓受到拉伸力的作用拉伸变形，与连接件在螺纹紧固件作用下相互挤压， 二者受到的力大小相等，方向相反。
此时螺栓施加给被连接件的作用力被称为螺栓的轴向预紧力。在螺栓被拧紧的过程中，力的变化分为几个阶段。首 先是在螺栓头部与被紧固件未接触时，此时压紧力为 0，扭矩很小。
当螺栓头部与被紧固件贴合后，继续拧紧，此时压紧力与扭矩逐渐增大。继续拧紧， 压紧力与扭矩不会继续增大，但是螺栓会达到它的屈服点。达到屈服点后继续拧紧，压紧力与扭矩会减小，螺栓可能会发生变形断裂等现象。图1为螺栓连接示意图，图2为螺栓受力示意图。

二、关于螺栓的选用

1、螺栓选用原则

(1)优先原则

螺栓选用优先等级分为四级，在满足设计需求的情况下，优先选用现生产在用的标准件，见表1。


(2)通用化原则

在前期设计过程中，减少新型号螺栓的开发与使用。新开发螺栓时，不选用标准中不推荐的、以及不常用的螺栓。尤其是在底盘工段，如后桥分装、 前组件分装，制动硬管排布等物料装配时候，尽量减少和压缩螺栓品种和规格，以提高作业人员的装配效率和降低作业出错率。

(3)可靠性原则

对于选用的螺栓，保证在正常工况下，不会出现异常情况，尤其在制动系统、悬架系统、转向系统等关键部位。螺栓连接失效产生的原因有大致以下几个方面，图3为螺栓失效情况示意图。

1)松弛。①螺栓/螺母无倒转(装配点漆标记不变)时产生的松弛，扭矩衰减失效。②螺栓/螺母有倒转(装配点漆标记错位)时产生的松弛，松脱失效。

2)氢脆：紧固件在生产过程中，表面吸收了H原子，当紧固件拧紧时，氢朝着应力集中部分转移， 引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂，氢特别活跃并很快渗入到新形成的裂纹中去，直到紧固件断裂。

3)疲劳。

4)扭矩过大。


(4)适用、节约原则

充分利用标准件的性能，在满足设计功能、产品质量的前提下，合理选择标准件的尺寸、性能等指标。

2、螺栓头部结构选择

以下为螺栓头部选择;

(1)M10 及以上螺栓：六角法兰面+平垫圈> 六角法兰面>六角头+平垫圈，不使用弹垫圈;

(2)M6-M8 螺栓：六角头+平垫片+弹垫圈≥六角法兰面>六角头+平垫圈。

3、螺栓螺距的选择

细牙螺栓的防松效果强于粗牙螺栓。

4、螺栓材料的选择

结合使用的紧固件及其材质，表2为螺栓材质选用表。


在实际使用过程中，需注意零部件的材质，在满足工作条件的情况下，紧固件的材质性能，如表面硬度、强度等应不大于零部件。

5、栓强度等级选择

针对车辆装配及后期的维修，螺栓可能需要经过反复的拆装和各式安装扭矩法，因此螺栓强度的合理选择至关重要，直接影响螺栓装配后的表面状况和螺纹精度。表3为螺栓强度选择表。


6、螺栓表面处理方式选择

(1)涂油防锈：焊接用螺母、螺。

(2)电镀：适用于焊接用螺柱、性能等级不大于8.8级的螺栓及8级的螺母、盖型螺母、车轮螺母。

(3)达克罗：适用于性能等级大于8.8级的螺栓及8级的螺母、外观件。其中锌铝铬涂层用于非乘用车用，锌铝涂层用于环保型、乘用车。


三、关于螺纹连接的防松方式

螺纹连接防松的根本方法是防止螺纹副相对转动。按其原理可分为摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。
(1)铆冲防松：铆钉铆接、点焊等;
(2)摩擦防松：包括双螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母、齿形锁紧垫圈等;
(3)机械防松：包括开口销与开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等。
(4)螺纹粘结剂防松：在螺纹表面涂环氧树脂、 厌氧胶等粘接剂，主要是增大松动扭矩。
(5)耐落螺钉：一般用于门锁处。