卡箍預緊力矩影響因素研究

惠耀兵 齊寶鵬

摘 要：卡箍松動易引起冷卻液泄露從而影響冷卻效果 針對這一問題 擬采用環境模擬試驗方法對卡箍預緊力矩影響因素進行研究 對5種不同類型的卡箍預緊力矩的衰減率進行分析 以找到影響卡箍預緊力矩的關鍵因素 為后續進行卡箍選型及設計優化提供有效的依據。

關鍵詞：預緊力矩;環境模擬;衰減率

中圖分類號：U467? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）18-111-02

Abstract： Clamp loose easy cause coolant leaks from still affect the cooling effect， in order to solve this problem， proposed the environmental simulation test method is adopted to card basket， studies the determinants of pre-tightening torque of 5 different types of card basket of attenuation of pre-tightening torque are analyzed， in order to find the key factors influencing the card basket pre-tightening torque， for subsequent clamp provide effective basis for selection and design optimization.

Keywords： Preload torque; Environmental simulation; Attenuation rate

CLC NO.： U467? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-111-02

1 引言

卡箍是汽車冷卻系統常用的緊固件之一 水箱冷卻器系統、油冷器系統、中冷器系統等 都需要使用到卡箍 以保障各冷卻系統中介質的密封 維持冷卻系統的正常運作[2]。如果卡箍出現松動引起冷卻液泄露 輕則導致汽車發動機水溫過高冷卻效果下降 重則導致汽車停駛或發動機開鍋等高危故障。

卡箍預緊力矩是為了增強卡箍與軟管連接的可靠性和緊密性 以防止卡箍在受到載荷后連接件之間出現縫隙或者相對滑移而預先施加的力矩（N·m）。

目前針對卡箍預緊力矩的測試方法主要有擰緊法、標記法、松開法等 本文采用擰緊法進行卡箍預緊力矩測試。擰緊法的操作方法如下：扭矩扳手平穩用力逐漸增加扭矩（切忌沖擊） 當卡箍螺栓剛開始產生微小轉動時它的瞬時扭矩最大（因要克服靜摩擦力） 繼續轉動 扭矩值就會回落到短暫的穩定狀態 這時的扭矩值即為測試所得的扭矩。

為對卡箍松動問題進行分析 擬采用環境模擬試驗方法對卡箍預緊力矩影響因素進行研究 以找到可能引起卡箍松動的原因及解決方法。

2 試驗樣品信息

1.卡箍A? 2.卡箍B? 3.卡箍C? 4.卡箍D? 5.卡箍E

試驗樣品由卡箍A-E共5類組成 如圖1所示。其中卡箍A、B為孔型蝸輪蝸桿卡箍[3] 俗稱美式蝸輪蝸桿卡箍[1];卡箍C、D、E為齒型鋼帶蝸輪蝸桿卡箍[4] 俗稱德式渦輪蝸桿卡箍[1]。

3 試驗方法及試驗數據

3.1 常溫下卡箍預緊力矩試驗

在常溫下 將被試件依次安裝到軟管及接頭連接處 并將預緊力矩設定至指定值。然后前3次每隔2h進行一次預緊力矩測試 第4次預緊力矩測試與第一次間隔24h 共進行4次 預緊力矩試驗數據詳見表1。

由表1可知 卡箍A在24h的衰減率S為49.57% 卡箍B在24h的衰減率S為74.50% 卡箍C在24h的衰減率S為26.57% 卡箍D在24h的衰減率S為18.29% 卡箍E在24h的衰減率S為35.14%。其24h的衰減率柱狀圖如圖2所示。

3.2 低溫預緊力矩試驗

將被試件依次安裝到軟管及接頭連接處 并將預緊力矩設定至指定值。然后在-35℃環境下存放4h 然后進行一次預緊力矩測試 隨后在常溫下存放20h再進行一次預緊力矩測試 共進行3次 預緊力矩值詳見表2。

由表2可知 卡箍A在24h的衰減率為75.50% 卡箍B在24h的衰減率為33.04% 卡箍C在24h的衰減率為83.71% 卡箍D在24h的衰減率為34.86% 卡箍E在24h的衰減率為55.71%。其24h的衰減率柱狀圖如圖3所示。

3.3 高溫預緊力矩試驗

將低溫預緊力矩試驗后經過室溫恢復后的樣件在100℃環境下存放4h 然后進行一次預緊力矩測試 隨后在常溫下存放20h再進行一次預緊力矩測試 共進行3次 預緊力矩試驗數據詳見表3。

由表3可知 卡箍A在24h的衰減率為45.92% 卡箍B在24h的衰減率為31.95% 卡箍C在24h的衰減率為40.76% 卡箍D在24h的衰減率為11.40% 卡箍E在24h的衰減率為-54.84%。由衰減率數據可知 卡箍E在24h后的預緊力矩反而比初始值大。其24h的衰減率柱狀圖如圖4所示。

4 結論

通過對不同型號卡箍在常溫、低溫、高溫環境下進行的預緊力矩試驗 卡箍B在常溫下預緊力矩的衰減率最大（74.50%） 卡箍C在低溫下預緊力矩的衰減率最大（83.71 %） 卡箍A在高溫下預緊力矩的衰減率最大（45.92%）。美式渦輪蝸桿卡箍在常溫和高溫下預緊力矩衰減率明顯比德式渦輪蝸桿卡箍大 而冷卻系統采用的卡箍使用工況溫度較高（一般為85℃℃～95℃） 在卡箍選擇上應優先選擇德式渦輪蝸桿卡箍。

參考文獻

[1] 王濤.工程機械常用卡箍的技術特點及選用探析[J].工程機械. 2013.02.

[2] 農毅.淺談汽車冷卻系統常用卡箍性能特點及選用[J].裝備制造技術.2015.08.

[3] QC/T620-1999.A型蝸桿傳動式軟管環箍.

[4] QC/T619-1999.B型和C型蝸桿傳動式軟管環箍.