软连接螺栓扭矩衰减问题改进方案

 车辆行驶中驾驶员会频繁地操作加速踏板，因此，对加速踏板的固定强度提出了要求。

 某型车在实际路试过程中，出现较大螺栓扭矩衰减的问题，下面，螺丝君，复盘整个分析过程，仅供参考。

 01螺栓扭矩衰减现象及原因

1. 加速踏板固定螺栓扭矩衰减现象

某客车加速踏板固定螺栓,在拧紧到规定扭矩23 Nm 后，车辆保持静止，72 h 后检测，测得加速踏板固定螺栓扭矩,分别为:

① 螺栓15 Nm ，

② 螺栓16 Nm ，

③ 螺栓13.5 Nm ，

④ 螺栓15 Nm ，扭矩平均衰减率为36%，并随着时间的延长而加大。

再次拧紧到规定扭矩值,车辆保持静止，72 h 后检测依然存在扭矩衰减问题。

2. 加速踏板螺栓安装结构

加速踏板通过固定螺栓穿透客车地板及地板革固定在底部的安装板上，如图所示。其中：竹编地板厚15 mm，PVC地板革厚2 mm，安装钢板厚5 mm，竹编地板及地板革相对于加速踏板安装座材质较软，强度偏弱。软性材料比较厚，且存在多层软性材料，属于螺栓连接中的软连接。

 3. 扭矩衰减的原因分析

检查螺栓连接处紧固标识，未发现移位现象；观察到加速踏板支撑面处地板出现压陷现象。
由此，判定加速踏板螺栓扭矩衰减的主要原因是踏板支撑面产生塑性变形，虽然螺栓没有发生旋转松动，但因被连接件的塑性变形造成了螺栓轴向紧固力降低，从而导致了螺栓固定扭矩的衰减。

02加速踏板支撑面结构改进及效果

1) 将容易出现变形的竹编地板取消，其余安装板厚度不变，加速踏板直接固定在安装板上，支撑刚度增加，减少了材料之间的相互嵌入。具体结构下图所示。

改进结构静置72 h测得加速踏板固定螺栓固定扭矩，分别为：① 螺栓22 Nm、② 螺栓22.5 Nm、③ 螺栓22 Nm、④ 螺栓20 Nm，扭矩衰减率*高为9.4%，扭矩衰减问题得到较大的改善。

2) 在竹编地板和PVC地板革开孔处增加钢套管，钢套管摆放在安装座和下安装板之间，使安装螺栓经加速踏板支架、钢套管与底架形成硬连接，从而减少扭矩的衰减，如下图所示。

改进结构静置72 h测得固定扭矩，分别为：① 螺栓21 Nm、② 螺栓23.5 Nm、③ 螺栓22.5 Nm、④ 螺栓21 Nm，扭矩衰减率*高为8.7%，比原结构有很大改善。

3) 在原始安装结构上采用涂螺纹胶的方法降低扭矩衰减。螺纹胶固化后会形成不同强度的热固性塑料，使螺纹紧固件耐冲击、耐振动、耐腐蚀；涂胶时要求涂覆均匀连续，从螺纹端头第三牙开始涂覆。

螺纹涂胶后静置72 h测得固定扭矩，分别为：① 螺栓19.5 Nm、② 螺栓19.4 Nm、③ 螺栓19.9 Nm、④ 螺栓19.1 Nm，扭矩衰减率*高17%，相比图1结构有较大改善。

通过对以上 3 种方案对比，其中方案2 增加钢衬套的改进方案结构简单，改进效果明显，目前已经在客车上得到广泛应用。

03 对标分析

我们对标了乘用车的踏板设计，在塑料件的基础上都会加上铝合金的衬套，衬套嵌入到塑料零件里面，这样就能够提高承受螺栓预紧力的能力，减少拧紧扭矩和预紧力的衰减，

 同时，由于衬套是嵌入到塑料件中，塑料件与衬套的结合力也能够保证。

04总 结

 通过对加速踏板固定螺栓扭矩衰减问题，研究后发现，影响扭矩衰减的主要原因与支撑面的强度有密切关系，我们通过制定详细的改进方案，并经实车验证其可行性。

对于软连接，采用增加衬套方案，来提高支撑强度，能够明显的降低螺栓扭矩的衰减。软连接扭矩衰减的主要原因是，被连接件软性材料容易出现蠕变，采用钢制衬套主要就是提高被连接件的强度，减少因这些软性材料蠕变造成的螺栓扭矩衰减。