紧固件防跟转的结构设计

1、设计背景

整车装配普遍采用螺栓与螺母配合的连接形式，在装配时，无论是拧紧螺栓，还是拧紧螺母，都会因非拧紧的螺栓或螺母的支撑面摩擦扭矩小于螺纹副摩擦扭矩，导致其在装配过程中发生跟转现象（因摩擦系数相同时，SPL螺纹的摩擦扭矩为普通螺纹的1.732倍，这种跟转现象，在SPL螺纹螺母比普通螺纹螺母表现得尤为严重）。

在采用气动冲击扳手装配时，因扳手的冲击作用，使拧紧端的螺栓或螺母相对非拧紧的螺栓或螺母发生瞬间的相对转动（拧紧方向），故在一定程度上减轻了跟转现象，而在采用电动拧紧机匀速拧紧时，跟转现象会被完全显现。

在采用气动扳手装配时，操作者可以用右手持气动扳手拧紧，左手用辅助扳手控制非拧紧端螺栓或螺母的跟转。而在采用电动拧紧机拧紧时，操作者需双手操持电动拧紧机，非拧紧端的螺栓或螺母跟转无法控制。因此，解决非拧紧端的螺栓或螺母的跟转问题，是采用电动拧紧机拧紧的前提条件。

2、紧固件防跟转结构对标

瑞典斯堪尼亚汽车底盘采用了一种双联式螺母，这种螺母无疑可以解决装配跟转的问题，同时，在汽车使用过程中螺母一端也不会发生松转的现象。缺点是，在装配时只能拧紧螺栓，更主要的是制造成本要远远高于一般的法兰螺母。

为提高整车装配质量，大多数主机厂在许多关键装配部位采用电动拧紧机装配，如果大量采用这种螺母，会导致整车制造成本大幅度提高。在越来越激烈的汽车市场竞争中，我们如果能够找到一种基本上不增加制造成本，又能解决装配跟转问题的方法是非常重要的。

3、试验验证

因此，我们在实验室进行了常规法兰面标准件及改进件的模拟装配试验，以验证改进效果。试验件包括常用现生产件、法兰面加锁牙结构件（其它不变）和镀锌并加大法兰倾角（内倾1°）三种状态，车架钢板为在用整车车架，电泳漆面。

试验结果：三种状态的零件均无跟转现象。试验结果表明：螺母装配跟转受车架钢板的电泳漆摩擦特性影响很大，实验室的车架钢板无法验证改进的有效性，改进效果必须到装配线进行实际装车验证。

不少主机厂进行了法兰面加锁牙结构件和镀锌并加大法兰倾角两种状态零件的装配验证，其中，法兰面加锁牙结构件改进效果显著，无跟转现象，镀锌并加大法兰倾角件仍然存在严重跟转问题。

4、试验结论

试装的结果表明：带锁牙的螺母可以解决装配跟转问题。

关于锁牙螺栓装配，因摩擦系数散差大造成预紧力不稳定的，我们试装采用的带锁牙螺母是两种情况。锁牙螺栓装配时因摩擦系数散差大造成预紧力不稳定的问题，原因是在装配时拧紧的支撑面带锁牙的螺栓，其锁牙在拧紧过程中会破环被连接件的表面，致使支撑面的摩擦系数不稳定，最终导致预紧力不稳定。而我们采用锁牙螺母时拧紧的是无锁牙的法兰螺栓，螺母是不动的，螺母锁牙对装配过程中的摩擦系数也就没有影响，故不会不影响装配预紧力。