一个螺栓断裂的疑难杂症

提问时间:2012-07-16
提问者: 何翔
阅读量: 8894
问题详情 |
小弟从事汽车行业,岗位是SQE,主要负责标准件、冲压件一类。[br]最近有个头疼的问题,有个供应商的缸盖螺栓,装在发动机上,连接缸体跟缸盖,[size=2]M10×1.25×87, [/size]材料35CrMo,硬度要求34-38HRc,抗拉强度大于1080。这个零件是采用定扭法装配,首先70N预紧,然后松开,再用68N上紧,预紧的目的是消除假扭矩,避免扭矩被过多消耗。[br][br]这个供应商已经供应该零件十几年,从未出现过问题,从去年12月份开始,突然有4颗出现断裂,断口有明显的紧缩,属于过载断裂,马上检查故障件的断口、金相、硬度、材料成分等,又对同批次零件进行抗拉,所有都没有问题,只是说有一点点未溶解的碳化物,这一点我也跟公司国防科技大学毕业做了几十年金相分析的一个老工程师沟通过了,他说这点微量的碳化物不会造成断裂这么严重的影响。[br][br]我们曾怀疑垫片太光滑,导致螺栓发兰面与垫片间摩擦力太小,扭矩全部传递至螺纹。但与另一供应商对比,材料、粗糙度几乎一模一样,这个想法被否定了。供应商一直找不到原因,只好针对未溶解碳化物进行整改,调整了热处理温度,消除碳化物,结果过来一试装,刚装到第2台就断了,对故障件的检查结果跟第一次一模一样。[br][br]到了今年7月,已经半年多了,这个零件一直停供,都找不到原因。供应商为了能恢复,又重新从宝钢买了一批材料,小心翼翼地做了一批零件过来,检验也都合格了。试装的时候我特意跑过去看,刚到第二台,首先预紧,用风枪上,打完用定扭扳手去校核,本来风枪打过后差不多就有70扭了,定扭扳手一上就会响,说明力矩够了,可那天定扭扳手转了大半圈了还不响,工人又转,还不响,结果转了快三圈了,我赶紧说不转了,赶紧退出来吧,不然断里面还要麻烦。之后那那根拉长的去做分析, 还是跟前两次一样,什么问题都没发现。[br][br]这真是个疑难杂症啊!希望处理过类似问题的同志能给我点建议,点拨一下到底问题出现在哪,谢了!
全部回复 共 21
尚卫
1,校准风扳手,降低风扳手最大力矩。2,增大摩擦系数 3,适当降低力矩,
2012-08-20 11:08 本答案得分:3 0
鲁平
针对你的情况有建议以下几点:1、缸盖螺栓的装配连接好几个被连接件,属于软链接,加垫片和不加垫片以及加不加润滑油,这些对于扭矩装配法影响很大,你做对比实验时一定要考虑全面 2、加垫片后,垫片有油时一定要防止垫片跟转,一旦发生根转问题将更难掌握了 3、如果有条件的话,引入螺栓伸长量实验,这一参数对于装配很有帮助 4、对比试验一定要保证其它状态一样,改变一个参数再进行实验,如果有两个变量,这样对比就没有意义了 以上是个人建议仅供参考,望孟老师,阎老师多多指导!
2012-07-21 12:07 本答案得分:3 0
鲁平
看了你给的报告,已经做过了摩擦系数的试验了,有一一点你要确认的是摩擦系数试验一定要和现场装配情况一样才能下结论,但在你的报告中只对比了总摩擦系数,并且提到了两种情况下螺栓的伸长。然而我们知道,无论怎样改变端面摩擦系数,还是螺纹摩擦系数,相同的螺栓能够承受的屈服紧固轴力与螺栓伸长的比例关系是一样的,但是会改变这个直的大小,可以简单的概括摩擦系数大螺栓所能承受的极限紧固轴力就小,对应的螺栓伸长就短,这就对应了你实验中无垫片的情况。另外有些疑问就是,报告中提到无垫片试验情况,加润滑油吗?端面有效直径和加垫片时一样吗?垫片的粗糙度和连杆端面的粗糙度情况怎样?还有垫片的硬度如何?建议对于你提到的实验,需要加入螺纹摩擦系数和端面摩擦系数进去,这样对于结果的分析会更全面,更加接近实际情况。
2012-07-21 12:07 本答案得分:3 0
罗洪 专家
因为垫圈选择不当造成螺栓断裂,我遇到过两次。一次是某发动机厂的发动机风扇固定螺栓,螺栓为M10 10。9级螺栓,垫圈采用Q40110普通平垫,平垫硬度低,装配时螺栓断裂。而且总是断,后来更换了硬垫圈后问题解决了。一次是某汽车厂方向机助力油泵固定支架的三个螺栓在汽车运行12000Kg时全部断裂,断口呈单向弯曲疲劳断口。祸首件是其中一只螺栓因垫圈内孔较大,而且软,装配后垫圈偏向一边,螺栓支承面接触很少,而且垫圈严重变形,汽车运行时螺栓松动,整个支架因重力滑移,造成三个螺栓单向弯曲疲劳断裂。三个螺栓断裂之后才发现方向失灵,转不动。所以选择合适的垫圈很重要。垫圈与螺栓的接触面面积、垫圈的硬度、垫圈表面粗糙度、润滑情况等都影响到联接的可靠性。
2012-07-20 08:07 本答案得分:3 0
罗洪 专家
从何翔介绍的情况看,螺栓是装配时扭断,而且有明显缩径,属过载断裂。说明装配时受力超过了螺栓本身能够承受的拉应力和扭应力。出瑞这种情况有四种可能: 1、螺栓本身强度不合格,强度太低; 2、螺栓强度合格,装配扭矩太大、拉应力太大; 3、螺栓合格、装配扭矩正常、摩擦系数太小、拉应力太大; 4、螺纹副接触面偏斜,接触面小,摩擦系数小。 从检测结果看,螺栓金相组织、硬度、强度均合格,说明螺栓强度没问题,可以排除螺栓问题。而装配扭矩也正常,可见问题应该属第3条。 所以没有必要去看热处理工艺参数是否正常。看热处理工艺是否正常无非是分析: 1、是否有淬透、组织是否有未完全转变,导致强度不够, 2、是否有异常组织,导致强度不够,人家已经说得很清楚,组织正常、强度没问题。 所以前两点完全可以不考虑。 3、是否有热处理脆性,但从介绍情况看,断口是呈明显缩径扭断断口特征。所以这一点也可以排除。 所以整个分析应在摩擦上面。是润滑的原因造成摩擦系数小,还是接触面的原因造成摩擦系数小,这要看实物,还要做试验。
2012-07-20 07:07 本答案得分:3 0
张力 专家
从提供的数据认为热处理加热温度是875度,保温时间130分钟。机械性能没问题,可是热处理有问题,这是分析的条件。
2012-07-19 08:07 本答案得分:3 0
何翔
具体不是很清楚,我对热处理这块不怎么懂。 只知道加热温度是875,保温时间130分钟。另外我想问一下,是不是检查出来硬度、金相、抗拉屈服都没有问题,可以认为热处理过程是没问题的?或者说机械性能没问题与热处理没问题是充分必要条件?
2012-07-19 09:07 本答案得分:3 0
唐勇 专家
试验报告看过,一件有缩颈现象,其它4件无明显缩颈现象。能否提供供方的热处理工艺参数?
2012-07-18 08:07 本答案得分:3 0
何翔
鲁工:你好1.扭矩是没有问题的,因为我们每次试装都是车间正常连续生产的情况下,随机拿零件过去,在任何因素都没有变动的情况下,直接开始切换试装零件的。并且这个拧紧工位是重点监督工位,每天都要对扭力扳手进行校核。2.我现在也越来越来怀疑摩擦系数这方面了,之前做过一个实验,拿断的螺栓打磨掉断口,因为断口就在光杆与螺纹连接处,所以还有很长一段光杆,重新搓牙后,拿另外的正常零件送到实验室做实验,有垫片的是正常的零件,无垫片的是断了后打磨断口重新搓牙的,没有装垫片。并且正常零件有防锈油,重新搓牙的零件因不再发蓝,表面很干燥,不含防锈油。 实验过程是: 先用68N。M的扭矩预紧,测预紧力,摩擦系数,扭矩系数等。然后用转角法扭断,奇怪的是正常零件1600度时失效,而重新搓牙的叶达到了1500, 这是否可以证明螺栓本身是没有问题的? 下面附上当时的检验结果及结论。之前的实验过程就不附上了。请大家帮我分析,谢谢了!
2012-07-18 03:07 本答案得分:3 0
何翔
我可能说的有点夸张,我意思就是上紧的时候很反常,本来风枪打过后用定扭扳手去校核的话,不应该会出现一直达不到扭矩的情况。说明风枪打完后,已经开始屈服了。
2012-07-18 02:07 本答案得分:3 0
回复 |
请先登录后再进行回复,前往登录
业务联系/技术支持
公司名称:广东金蜘蛛电脑网络有限公司
联系电话:020-38861363 38861343
电子邮箱:info@jzzfastener.com
QQ:1767548327
公众号:
视频号:
抖音号:
法律声明: 本网站中的厂商资料,供货、需求、合作、企业新闻等信息由本网站的注册会员发布,其合法性和真实性由各个发布信息的注册会员负责。
经营许可证编号:粤B2-20210752号丨备案号:粤ICP备09029740号
粤公网安备 44011102001662号
技术支持:广东金蜘蛛电脑网络有限公司
Golden Spider Network Co., Ltd.