郭俊

摘 要：轮胎是汽车行驶系的重要零部件之一，其安装扭矩的稳定性直接关系到汽车行驶的安全性能，因此，汽车轮胎扭矩控制作为总装厂的关键工序进行控制。车辆下线路试后出现轮胎螺母扭矩衰减的问题，直接影响整车的安全。

关键词：轮胎；扭矩；衰减；安全性能

汽车轮胎作为汽车行驶系统中最为重要的部件之一，其安装扭矩的稳定性直接关系到行驶的安全性能，轮胎螺母扭矩出现衰减，轮辋和轮毂不能紧贴合，车辆行驶一段时间后可能会出现轮胎固定螺母松动，在行驶过程中会出现轮胎晃动现象，会影响驾驶人员的舒适感；轮胎螺母松动会造成轮胎在行驶过程中出现上下窜动和左右摆动，轮胎的无规律窜动和摆动给前后桥上的螺柱很大的动载荷，存在破坏螺栓的风险，车辆在行驶过程中会带来较大的安全隐患。

一、轮胎螺母扭矩衰减原因分析

（一）螺纹连接及扭矩衰减概述。螺纹连接是利用内外螺纹旋合形成的螺旋副的自锁特性进行的联接，根据连接性质不同，螺纹连接可分为硬连接和软连接两种：

硬连接：紧固件头部与零部件表面贴合后旋转角度在30°之内就可以达到目标扭矩值的联接称之为硬连接。

软连接：紧固件头部与零部件表面贴合后旋转角度在720°以上方可达到目标扭矩值的连接称之为软连接。

扭矩衰减：拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩值降低现象称之为扭矩衰减，衰减后的扭矩值低于目标值但较为稳定，一般在拧紧操作完成后30ms内会完成60%以上的扭矩衰减。

（二）生产中常见的螺纹连接扭矩衰减。对于任何一种连接，随着时间的推移都会有一定程度的扭矩值衰減，一般发生以下两种情况：

1、粗糙的表面配合时造成的衰减。由于连接零部件表面粗糙有间隙导致螺纹连接时结合不够紧密，随着之后表面的相互磨合逐渐相互嵌入的时候就会发生扭矩衰减。2、软连接中的扭矩衰减。软连接多见于零部件间加装垫片、密封胶及密封橡胶圈等情况。拧紧时由于拧紧轴高速转动而造成应力集中，暂时造成扭矩偏高的现象，待拧紧动作结束后集中的应力会释放在整个螺纹连接中，造成螺纹的扭矩值会下降。

（三）失效模式（扭矩衰减）分析

根据车轮胎轮辋和前后桥安装面贴合结构，结合轮胎螺母打紧时螺母与零部件表面贴合后旋转角度在30°之内即可达到目标扭矩值，不难判断出：该处连接为硬连接。扭矩衰减从人、机、料、法、环、测等方面进行失效模式分析。

1、人员技能分析。轮胎装配为汽车总装关键工序，对该岗位的人员技能有较高的要求，且必须持关键工序操作证上岗，操作员工的技能满足要求，对轮胎螺母安装扭矩衰减没有影响。2、设备工具分析。轮胎打紧工具主要有拧紧机和手动定扭扳手，两种定扭工具均按期进行进行标定，且标定均合格，故工具对轮胎扭矩衰减无影响。

3、物料状态。（1）前桥影响。平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。平面度过大说明该平面有一定的凸凹不平，导致两零部件连接面有一定的间隙。如前桥制动鼓安装面平面度过大，轮辋安装面和前轮毂安装面之间会有间隙，随着之后表面的相互磨合逐渐相互嵌入的时候就会发生扭矩衰减。（2）轮胎影响。由失效模式分析可知：轮辋安装面的平面度和油漆厚度会影响轮胎螺母扭矩衰减。使用不同状态（平面度和油漆状态）的轮胎进行装车测试，平面度较大和油漆厚度过大的轮胎扭矩衰减严重，故轮辋的平面度和油漆状态不合格是轮胎扭矩衰减的主要原因。（3）后桥影响。a、制动鼓安装面油漆状态影响确认。选用2台套轮辋安装面平面度合格的轮胎安装分别至制动鼓安装面油漆状态不同的后桥进行对比试验确认制动鼓安装面油漆状态差是轮胎安装扭矩衰减的主要原因。b、制动鼓平面度影响确认。对制动鼓端面的平面度进行测量，测量值稳定在0.04mm，该数值对轮胎扭矩衰减无影响。c、制动鼓与轮辋配合影响确认。制动鼓与轮辋的配合面为制动鼓和轮毂的有效基面，轮辋有效基面直径比制动鼓有效基面直径愈大，两者配合越好（不会出现干涉）。使用三坐标测量仪对轮辋和制动鼓分别进行测量：轮辋有效基面直径大于制动鼓有效基面直径，两者不存在干涉，故两者的配合对轮胎螺母扭矩衰减无影响。4、分析结论。轮辋平面度、油漆状态以及后桥制动鼓端面油漆状态差为轮胎螺母扭矩衰减的主要原因。

二、轮胎螺母扭矩衰减问题整改

1、轮辋总成制定整改措施和新的工艺标准：增加冲压压力值的要求（设备压力≥800T）、增加轮辋校平工艺以及轮辋喷漆状态要求（无流痕、杂质、漏底漆等不良）。2、制动鼓标准制定：1） 无任何流挂、杂质堆积等不良2） 油漆厚度≤20μm3、后桥品质提升：制定新的喷漆工艺和防护手段确保后桥油漆状态满足要求。

三、验证效果

对整改后的车辆进行了1个月的实车测量，测试数量为41台车，共984个数据，合格984个，合格率为100.00%。达到目标要求。

四、结论

经过本文分析验证得出，提升零部件的精度和品质（轮辋平面度控制、油漆状态稳定）是控制轮胎螺母扭矩严重衰减的最有效手段。

参考文献：

[1]濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社，2006，05.

[2]郑德权.汽车总装工艺.机械工业出版社，2012.