隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的緊固件和裝配工藝已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代對(duì)汽車螺紋緊固件連接可靠性要求。

傳統(tǒng)的緊固件生產(chǎn)并沒(méi)有考慮對(duì)影響扭矩系數(shù)的關(guān)鍵因素進(jìn)行控制，導(dǎo)致扭矩系數(shù)過(guò)于分散，即便擰緊槍精度足夠高，也很難控制預(yù)緊力，最終使整車的安全性能下降。沒(méi)有進(jìn)行扭矩系數(shù)控制的螺栓，螺栓摩擦系數(shù)大且分散，擰緊扭矩過(guò)多消耗于摩擦損耗，預(yù)緊力轉(zhuǎn)化率較小，螺栓在使用過(guò)程中沒(méi)有充分發(fā)揮使用效能,使得螺栓選用尺寸過(guò)大，導(dǎo)致整車重量增加，且需要較大的擰緊扭矩，造成能量浪費(fèi)。

因此非常有必要研究和開發(fā)高質(zhì)量、扭矩系數(shù)穩(wěn)定、防松性能好、方便裝配的緊固件，以及嚴(yán)格科學(xué)的裝配工藝。我們此次研究的是從螺栓本體的控制和擰緊工藝的改善來(lái)介紹提高電鍍鋅高強(qiáng)度螺栓緊固性能的方法。

一、提高電鍍鋅高強(qiáng)度螺栓擰矩穩(wěn)定性

現(xiàn)在整車總裝車間大多采用扭矩控制法，該種控制方法必須同時(shí)控制扭矩系數(shù)和擰緊工藝，控制扭矩系數(shù)的穩(wěn)定性對(duì)于扭矩控制的影響非常顯著，改進(jìn)擰緊工藝不僅可以提高扭矩控制的精度，同時(shí)還可以彌補(bǔ)設(shè)備精度不足帶來(lái)的誤差。

如果對(duì)軸向力控制精度一定，提高扭矩系數(shù)的穩(wěn)定性，可以放寬對(duì)擰緊精度的要求，同時(shí)還可以降低擰緊設(shè)備的投入，此外還可以提高螺栓的緊固屈服軸向力和提高螺栓使用效能以及連接的可靠性。

1.1、擰緊轉(zhuǎn)速的控制

擰緊轉(zhuǎn)速對(duì)電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)影響非常顯著，必須加以控制。而要保證摩擦系數(shù)的穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速必須是在較低的水平下，典型的擰緊過(guò)程可以分為尋帽、貼合擰緊、最終擰緊這三個(gè)階段，如果每個(gè)階段都用低轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，這會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)拍，降低生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力極為不利。

控制擰緊轉(zhuǎn)速可以通過(guò)設(shè)定動(dòng)力擰緊工具的轉(zhuǎn)速，因此需要研究各擰緊階段擰緊工具轉(zhuǎn)速如何設(shè)定，以便提高連接可靠性和生產(chǎn)效率。

（1）尋帽階段效率的提升

尋帽階段就是螺母剛開始擰入螺栓的階段，這個(gè)擰入速度取決于眾多因素,主要是螺母裝入螺栓的難易程度，這個(gè)階段只是為后續(xù)擰緊做一個(gè)準(zhǔn)備工作。

螺栓螺紋末端結(jié)構(gòu)對(duì)尋帽時(shí)間影響最大，螺栓尋帽難易程度根據(jù)螺紋末端結(jié)構(gòu)從難到易一次為：平端、倒角端、截錐端、圓柱端。同時(shí)螺紋末端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理還影響后續(xù)螺栓的擰入，如果螺栓螺紋末端結(jié)構(gòu)導(dǎo)向性不好，初始裝配中很難保證螺栓和螺紋孔同軸，在這種情況下繼續(xù)擰緊，螺牙很容易損壞，最終導(dǎo)致螺栓很難擰入，即便螺栓最終能夠擰入螺牙也已經(jīng)破壞，此處連接也是不可靠的。

1996年1月起，在汽車整車裝配過(guò)程中，美國(guó)制造業(yè)應(yīng)用兩百萬(wàn)顆M-POINT螺栓代替普通螺栓，M-POINT有自己的專利，它比普通螺栓更短更輕，并且運(yùn)用更靈活。

它們很容易裝配，可以有效防止裝配過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如交叉裝配、擠壓，對(duì)使用工具的裝配速度沒(méi)有要求，能擺正裝配過(guò)程中的錯(cuò)位，使被連接件回到正確的位置。通用、福特等汽車公司基本把M-POINT當(dāng)作應(yīng)急螺栓，可以使用到各個(gè)部位。

（2）貼合擰緊階段效率的提升

貼合擰緊階段是螺栓已經(jīng)擰入螺紋孔，直至螺栓頭部與變連接件表面完全貼合的過(guò)程。這個(gè)階段所需要的轉(zhuǎn)角相比尋帽和最終擰緊階段要大得多，約為最終擰緊階段的10~20倍，因此這個(gè)階段提高擰緊工具的轉(zhuǎn)速，對(duì)擰緊效率的提升是最為顯著的。

但是轉(zhuǎn)速不能無(wú)限地提高，高摩擦系數(shù)的螺栓，螺栓螺紋接觸面溫度會(huì)迅速升高，螺紋接觸面越粗糙的地方溫度升高越快，甚至在較低的轉(zhuǎn)速以及較低的夾緊力下微觀的焊合現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生。

發(fā)生這種焊合的危險(xiǎn)頻率也相對(duì)較高，這種微觀的焊合現(xiàn)象增加了螺紋副之間的摩擦系數(shù)，嚴(yán)重影響軸向力的施加，最終導(dǎo)致軸向夾緊力不足，螺栓存在松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，即便正確施加了轉(zhuǎn)矩但螺栓預(yù)緊力達(dá)不到目標(biāo)值的風(fēng)險(xiǎn)還是相當(dāng)高。

（3）最終擰緊階段擰矩的控制

當(dāng)貼合階段完成之后螺栓頭部與別連接件表面完全貼合，隨后的轉(zhuǎn)角將很大程度上取決于連接體的剛度。實(shí)際上，對(duì)于連續(xù)大批量生產(chǎn)的螺栓連接體，轉(zhuǎn)角在90~300°之間(大約四分之一周到一周的樣子)。

對(duì)于這個(gè)轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速對(duì)擰緊效率的提升已經(jīng)沒(méi)有很大意義了，而且這個(gè)最終擰緊階段，決定扭矩控制質(zhì)量的最后一道工序，如果采用較高轉(zhuǎn)速，由于擰緊設(shè)備慣性存在，不利于扭矩控制，因此，此階段需要慢速勻速擰緊。

對(duì)于最終擰緊階段可以采用二次擰緊法，先把螺栓擰緊至一定扭矩值使螺栓和被連接件緊密貼合，然后松開一牙以上，第二次再擰緊至規(guī)定力矩值。由于存在第一次的貼合過(guò)程，螺紋面之間經(jīng)過(guò)磨合，改善了螺紋之間的貼合狀態(tài)，這樣可以讓螺栓表面一致性更好， 可以有效提高螺栓扭矩系數(shù)的穩(wěn)定性。同時(shí)二次擰緊之后可以提高螺栓許用應(yīng)力幅，比一次鎖緊疲勞性能提高10%左右。

1.2、表面處理方式的控制

（1）對(duì)影響電鍍鋅摩擦系數(shù)關(guān)鍵因素進(jìn)行控制

對(duì)電鍍鋅高強(qiáng)度螺栓摩擦系數(shù)控制，要從兩方面進(jìn)行：螺栓本體特征控制和擰緊工藝控制。改善擰緊工藝，對(duì)于企業(yè)應(yīng)該建立自己的電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)和扭矩?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)不同直徑、螺距、強(qiáng)度等級(jí)、鈍化層、鍍鋅厚度、被連接件表面處理的螺栓系統(tǒng)全面的做一次螺栓擰緊實(shí)驗(yàn),得出不同條件下的摩擦系數(shù)范圍，以供摩擦系數(shù)監(jiān)控范圍的設(shè)定，控制螺栓摩擦系數(shù)的一致性，針對(duì)不同的螺栓采用不用摩擦系數(shù),對(duì)扭矩進(jìn)行精細(xì)化管理和設(shè)定。

對(duì)螺栓本體控制，在眾多影響因素之中，鈍化層對(duì)螺栓的摩擦系數(shù)影響是最大的，對(duì)鈍化層的控制來(lái)提高電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)穩(wěn)定性也是最為顯著的，對(duì)電鍍鋅鍍層進(jìn)行精確控制非常困難，同時(shí)鈍化處理是螺栓表面處理的最后一道工序，如果單純控制鍍層厚度，鈍化層沒(méi)有控制好也是徒勞，對(duì)鈍化層厚度的控制某種意義上可以彌補(bǔ)電鍍層的不足，因此，對(duì)電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)控制，重點(diǎn)應(yīng)該放在鈍化處理階段，這個(gè)階段控制的精確與否直接決定了摩擦系數(shù)的大小。

根據(jù)目前資料所掌握的技術(shù)來(lái)看，C級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓與D級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓的摩擦系數(shù)相差很大，但是同一種鉻酸鹽處理的電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)范圍相對(duì)是比較穩(wěn)定的，同時(shí)不同鉻酸鹽處理的螺栓摩擦系數(shù)范圍是沒(méi)有交集的，C級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)范圍大致在0.28~0.36，D級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓的摩擦系數(shù)范圍大致在0.18~0.25。因此，對(duì)于目前電鍍鋅螺栓沒(méi)有區(qū)分鈍化層，把C級(jí)鉻酸鹽和D級(jí)鉻酸鹽處理的螺栓采用同一種扭矩進(jìn)行擰緊的方式是不科學(xué)的，對(duì)預(yù)緊力的控制也極為不利。

不同的鈍化層處理，不僅對(duì)摩擦系數(shù)的范圍有影響，也決定了螺栓防腐性能和外觀顏色。因此為了控制電鍍鋅摩擦系數(shù),可以從工藝上進(jìn)行控制，區(qū)分鈍化層進(jìn)行擰緊，不同鈍化層采用與之對(duì)應(yīng)的擰緊扭矩，同時(shí)還需要對(duì)摩擦系數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，針對(duì)不同等級(jí)鉻酸鹽處理來(lái)劃分摩擦系數(shù)監(jiān)控范圍，嚴(yán)格控制供應(yīng)商螺栓摩擦系數(shù)的一致性。這樣區(qū)分鈍化層進(jìn)行擰緊，電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)變動(dòng)的極差由原來(lái)的0.18，減小為現(xiàn)在的0.8和0.7，縮小-倍多，對(duì)螺栓預(yù)緊力控制意義重大。

同時(shí)還可以通過(guò)對(duì)螺栓本體進(jìn)行控制,控制鉻酸鹽處理方式。螺栓尺寸加工精度對(duì)摩擦系數(shù)的影響很大，但是可以通過(guò)調(diào)整鈍化層在螺栓表面的的沉積量，來(lái)消除或彌補(bǔ)加工精度對(duì)摩擦系數(shù)的影響。當(dāng)鉻酸鹽處理強(qiáng)化鈍化溶液配方確定后，影響處理效果的主要因素是強(qiáng)化鈍化層的厚度。

然而通過(guò)調(diào)整強(qiáng)化鈍化液后甩干的時(shí)間可以獲得不同的強(qiáng)化鈍化層厚度，因此，鉻酸鹽處理過(guò)程中必須對(duì)鈍化液甩干時(shí)間進(jìn)行控制，才能得到高質(zhì)量摩擦系數(shù)穩(wěn)定的電鍍鋅螺栓。某公司為了保證螺栓裝配的可靠性，對(duì)螺栓的摩擦性能提出了嚴(yán)格的要求，通過(guò)對(duì)強(qiáng)鈍化處理進(jìn)行控制，最終螺栓的表觀總摩擦系數(shù)控制在0.15±0.03。

（2）使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑

摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑廣義而言泛指用于降低并同時(shí)穩(wěn)定摩擦系數(shù)的潤(rùn)滑劑。緊固件使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑，可以降低擰緊力矩及提高緊固件軸向夾緊力，同時(shí)可以減少摩擦系數(shù)值的變異差，提高緊固質(zhì)量。

較具代表性摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑如：德國(guó)福斯?jié)櫥萍技瘓F(tuán)出品的可力特摩；HMP薄膜潤(rùn)滑劑系列、美國(guó)麥德美公司出品的INTControlFluid等，這一類產(chǎn)品多為含高分子聚合物的水性膠狀分散液，是一種特殊的干式潤(rùn)滑劑。一般采用浸漬方式涂覆，經(jīng)烘干固化后會(huì)形成一層附著性佳的透明潤(rùn)滑薄膜。這種潤(rùn)滑膜可有效降低摩擦系數(shù)并使摩擦系數(shù)之差異最小化。且因這種特殊的干式潤(rùn)滑因?yàn)槟訕O薄，不會(huì)產(chǎn)生影響公差的問(wèn)題。預(yù)涂潤(rùn)滑水蠟的零件可儲(chǔ)存?zhèn)溆?，隨時(shí)供應(yīng)組裝并符合自動(dòng)化操作。

隨著汽車總裝自動(dòng)化程度的提高，以及人類對(duì)于產(chǎn)品性能與安全要求日趨嚴(yán)苛，許多知名汽車廠會(huì)要求他們的產(chǎn)品零件如螺絲、螺栓、螺母、墊圈與其他扣件、緊固件等，在表面處理流程最末進(jìn)行摩擦系數(shù)穩(wěn)定涂覆的工藝。大眾汽車公司為穩(wěn)定摩擦性能，要求螺紋緊固件表面要求涂敷水散性合成聚合物滑動(dòng)劑干燥后產(chǎn)生一種蠟狀潤(rùn)滑劑，日本明道株式會(huì)社與日本油脂株式會(huì)社聯(lián)合開發(fā)出水基摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑，廣泛應(yīng)用于豐田汽車公司的螺紋緊固件。

為了探究螺栓進(jìn)行摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑處理后螺栓性能的改善作用，本文取兩組螺栓各50顆，一組進(jìn)行摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑處理，另外一組不進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)螺栓選用M10*1.25*60-10.9的法蘭面螺栓，表面處理為電鍍環(huán)保彩鋅Fe/EpZn8c2C,螺母選用與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)螺母。得到摩擦系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示；

將2組100個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制螺栓摩擦系數(shù)的正態(tài)密度分布函數(shù)曲線，如下圖所示：

螺栓的摩擦系數(shù)的正態(tài)密度分布函數(shù)曲線

從上圖可知，涂摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑后螺栓摩擦系數(shù)散差范圍顯著縮小，涂覆前螺栓摩擦系數(shù)變化的標(biāo)準(zhǔn)差為0.031，涂覆后摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差為0.011，涂覆前后摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差縮小近3倍，同時(shí)摩擦系數(shù)的均值也從0.316減小為0.164，說(shuō)明摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑不僅可以控制摩擦系數(shù)的差異，還可以減小摩擦系數(shù)的大小。

涂覆摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑后，在螺栓表面形成一層薄層，螺栓擰緊過(guò)程中時(shí)摩擦位移發(fā)生在薄層之間而不是發(fā)生在金屬表面，因此涂覆摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑后螺栓的摩擦特性是體現(xiàn)的是薄層的摩擦特性，摩擦特性由薄層的材質(zhì)所決定。這說(shuō)明涂覆摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑可以顯著地控制螺栓摩擦系數(shù)，這對(duì)提高螺栓連接點(diǎn)的可靠性意義重大。

二、提高電鍍鋅高強(qiáng)度螺栓使用效能

1、在實(shí)際的螺紋緊固件的選型設(shè)計(jì)，都是先考慮螺栓所受的載荷的作用，以被連接件結(jié)合面不滑移為準(zhǔn)則，即被連接件結(jié)合面的摩擦力必須大于螺栓所受的橫向載荷，然后考慮螺栓所受軸向力，算出螺栓所受的預(yù)緊力。最后根據(jù)預(yù)緊力選取螺栓，選擇螺栓的準(zhǔn)則是螺栓屈服緊固軸向力必須大于螺栓的預(yù)緊力，低摩擦系數(shù)的螺栓緊固屈服軸向力比高摩擦系數(shù)的大，因此選用螺栓時(shí)可能出現(xiàn)兩種情況：低摩擦系數(shù)小直徑的螺栓，高摩擦系數(shù)大直徑的螺栓。

在緊固實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)D級(jí)鈍化層螺栓摩擦系數(shù)比C級(jí)鈍化層小很多，屈服緊固軸向力要遠(yuǎn)大于C級(jí)鈍化層，如下條形圖所示。C級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)范圍大致在0.28~0.36，D級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓的摩擦系數(shù)范圍大致在0.18~0.25，如果C級(jí)和D級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓，相同結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度等級(jí)，則C級(jí)鉻酸鹽處理鍍鋅螺栓的使用效能是D級(jí)的1.4~1.5倍，因此，使用D級(jí)鈍化層能提高螺栓的使用效能。

不同鈍化層緊固屈服軸力

緊固件價(jià)格是一般都是根據(jù)重量來(lái)計(jì)算的，按照GB/T5782 計(jì)算的長(zhǎng)度為60mm的螺栓重量及體積參數(shù)如下表所示，按照表中數(shù)據(jù)M10的單價(jià)比M8的貴67%，M12的單價(jià)比M10的貴46%，M14的單價(jià)比M12的貴41.4%。其中采用D級(jí)鈍化層成本比C級(jí)要高30%左右，說(shuō)明在可靠性設(shè)計(jì)的前提下，如果能降低螺栓直徑，采用D級(jí)鈍化層成本比C級(jí)的成本要低，而且還可以降低整車質(zhì)量，提高螺栓效能的利用率。

                                                                                  不同直徑螺栓重量及體積參數(shù)

2、摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑

使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑不僅僅可以控制摩擦系數(shù)的差異，還可以減少摩擦系數(shù)的大小。因此，使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑可以提高螺栓緊固屈服軸向力，現(xiàn)將使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑和沒(méi)有使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的螺栓緊固屈服軸向力試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示；

三、提高電鍍鋅高強(qiáng)度螺栓抗疲勞性能

螺栓的疲勞性能是螺栓制造技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)，它與螺栓的結(jié)構(gòu)、材料及螺栓制造的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都存在著密切的關(guān)系。大量實(shí)踐統(tǒng)計(jì)表明，螺栓的斷裂破壞中80%以上為疲勞破壞。而微車螺栓承受的是交變工作載荷，提高螺栓抗疲勞能力對(duì)于微車連接可靠性意義重大。

隨著應(yīng)力集中系數(shù)的增加，高強(qiáng)度鋼的疲勞強(qiáng)度的降低速度明顯大于低強(qiáng)度鋼，以致于高強(qiáng)度鋼的疲勞強(qiáng)度與低強(qiáng)度鋼的疲勞強(qiáng)度相差無(wú)幾。而一味地選用高強(qiáng)度鋼材，未必能夠達(dá)到目的，相反在表面較粗糙和尺寸較大的情況下有可能反而使構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度下降。

因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝選擇等手段來(lái)設(shè)法降低或改進(jìn)它的應(yīng)力集中情況是明智之舉。

1、降低螺栓摩擦系數(shù)

目前，為了提高螺栓的抗疲勞能力，常用的兩種方法是:增大螺栓截面尺寸、采用合金材料。這兩種方法固然能提高螺栓的抗疲勞性能，但是也存在許多弊端，第一個(gè)方法會(huì)造成材料的大量浪費(fèi)，第二個(gè)方法材料不僅貴而且易誘發(fā)裂紋。

從前面摩擦系數(shù)對(duì)螺栓疲勞性能的影響研究可以看出，摩擦系數(shù)小擰緊過(guò)程中所受的剪切應(yīng)力小，獲得相同預(yù)緊力螺栓的總應(yīng)力相對(duì)要小很多，擰緊后服役過(guò)程中螺栓的殘余應(yīng)力也要小很多，這有利于降低螺栓受交變載荷的應(yīng)力幅。同時(shí)摩擦系數(shù)小的螺栓能承受更大拉應(yīng)力，可以提高螺栓的預(yù)緊力,有利于提高螺栓疲勞極限。

因此，降低螺栓摩擦系數(shù)有助于提高螺栓抗疲勞性能。降低電鍍鋅螺栓的摩擦系數(shù)可以利用D級(jí)鈍化層，也可以利用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑。

2、使用塑性擰緊域

在擰緊過(guò)程中螺栓不超過(guò)屈服點(diǎn)為彈性區(qū)擰緊，這是現(xiàn)在普遍的做法。擰緊過(guò)程中超過(guò)屈服點(diǎn)，螺栓發(fā)生屈服，為塑性區(qū)擰緊。擰緊過(guò)程中螺栓擰緊至屈服點(diǎn)，則稱為屈服點(diǎn)緊固。

螺栓在塑性域擰緊要經(jīng)歷四個(gè)階段：彈性狀態(tài)、局部屈服開始、彈塑性狀態(tài)、全面屈服。服役中的螺栓總是在某些敏感區(qū)域先發(fā)生塑性變形，當(dāng)螺栓危險(xiǎn)截面應(yīng)力達(dá)到屈服極限時(shí)，并不意味著零件的能力完全消失，,實(shí)際上還可以承受更大的交變載荷。

也就是說(shuō)，螺栓的擰緊區(qū)域可以擴(kuò)大到塑性緊固域,這樣可以提高螺栓抗疲勞性能,這是由于施加較大的預(yù)緊力，使得外力引起的螺栓連接體變形受到約束，可以有效的減少螺栓應(yīng)力幅，螺栓在塑性域緊固軸向預(yù)緊力可以達(dá)到彈性緊固域的2倍以上，螺栓的疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，塑性域螺栓緊固法可使螺栓連接體的疲勞強(qiáng)度提高15%~60%。

同時(shí)利用扭矩法對(duì)螺栓在彈性區(qū)域進(jìn)行擰緊時(shí)，螺栓摩擦系數(shù)對(duì)扭矩系數(shù)的影響很大，預(yù)緊力會(huì)產(chǎn)生25%左右的偏差。但是利用塑性域擰緊，螺栓的伸長(zhǎng)量與緊固力之間曲線幾乎為一水平線，波動(dòng)很小，幾乎不受摩擦系數(shù)及其它外界因素的影響，對(duì)于預(yù)緊力的控制是極為有利的。

3、使用彈性元件

螺栓添加彈性元件后,相當(dāng)于螺栓連接副串聯(lián)了一個(gè)剛度較低的元件,整個(gè)螺栓連接串聯(lián)剛度系統(tǒng)的剛度要小于其中任何一個(gè)元件的剛度，因此，串聯(lián)的元件越多螺栓剛度越小，螺栓的內(nèi)應(yīng)力變化幅度會(huì)下降，螺栓的抗疲勞性能顯著提高。同時(shí)添加彈性墊圈后螺栓，螺栓在受到振動(dòng)和沖擊載荷后，存在滑動(dòng)摩擦引起的功率損失。

這種滑動(dòng)摩擦引起的功率損失可以減少振動(dòng)和沖擊作用，相當(dāng)于在模型中增加了一個(gè)阻尼，這種阻尼作用可以對(duì)螺栓承受動(dòng)載荷產(chǎn)生消減，當(dāng)有沖擊或者振動(dòng)時(shí)摩擦消耗大量沖擊能量,起到吸能減震的作用，使交變應(yīng)力大幅下降，因而提高螺栓連接的疲勞性能。

有實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，螺栓連接副使用彈性墊圈，交變應(yīng)力幅比沒(méi)有使用彈性墊圈的明顯下降，應(yīng)力波形為非對(duì)稱的鋸齒狀平頂合形，半波值及應(yīng)力峰值有損失，其疲勞壽命可提高30%以上。

4、使用細(xì)牙螺栓

細(xì)牙螺栓比粗牙螺栓的危險(xiǎn)截面面積要大，螺距小，各螺牙之間受力比粗壓相對(duì)均勻,所以具有較高的強(qiáng)度，能承受更大的軸向預(yù)緊力。同時(shí)細(xì)牙螺栓外角較小，螺栓松動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于普通粗牙螺栓，自鎖性能好，能承受更大的沖擊、振動(dòng)以及交變載荷。因此，如發(fā)動(dòng)機(jī)這類受較大的交變載荷部件多采用細(xì)牙螺栓。

四、總結(jié)

本文主要從三個(gè)方面對(duì)提高電鍍鋅高強(qiáng)度螺栓緊固性能的方法進(jìn)行了探討，提高電鍍鋅螺栓扭矩的穩(wěn)定性的措施，提高電鍍鋅螺栓使用效能的措施，提高電鍍鋅螺栓疲勞性能的措施。

1. 針對(duì)電鍍鋅摩擦系數(shù)分散的問(wèn)題，首先利用電鍍鋅摩擦系數(shù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，提出了控制轉(zhuǎn)速和二次擰緊技術(shù)。然后對(duì)影響電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)的關(guān)鍵因素從擰緊工藝和螺栓生產(chǎn)進(jìn)行了控制，從擰緊工藝上將不同鈍化層螺栓分開處理，采用不同扭矩，有效的解決了電鍍鋅螺栓分散的問(wèn)題。最后進(jìn)行了涂摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑可有有效解決電鍍鋅螺栓摩擦系數(shù)分散的問(wèn)題。

2. 利用螺栓摩擦系數(shù)理論分析成果，降低螺栓摩擦系數(shù)可以提高螺栓使用效能，對(duì)比采用C級(jí)鈍化層和D級(jí)鈍化層，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明D級(jí)鈍化層相對(duì)于C級(jí)可以有效提高電鍍鋅螺栓的使用效能。同時(shí)對(duì)比涂有摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑和沒(méi)有涂摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑的螺栓，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑不緊可以穩(wěn)定摩擦系數(shù)，還可以降低螺栓摩擦系數(shù)提高電鍍鋅螺栓使用效能。

3. 最后就如何提高電鍍鋅螺栓抗疲勞性能進(jìn)行了探究，從工藝選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面提出了可行的方法，降低螺栓摩擦系數(shù)有助于提高螺栓使用效能和疲勞性能。