摘要：安全带作为整车安全系统中重要组成部分，不允许出现任何影响用车安全的问题发生。安全带固定螺栓力矩衰减对安全带的固定强度有很大的潜在失效风险，针对安全带卷收器螺栓紧固状态，通过螺栓压紧力标定试验分析，优化螺栓配合状态，达到减少力矩衰减的效果，满足安全带正常使用。 关键词：螺栓；力矩衰减；压紧力； Study on Torque Attenuation Performance Improvement of One Safty belt WANG conghe (Technology Center, Great Wall Motor Co. Ltd, Hebei Automobile Technology Research Center,Baoding 071000, China) Abstract： As an important part of the whole vehicle safety system, safety belt is not allowed to have any problems affecting the safety of the vehicle. The reduction of the torque of the safety belt fixing bolt has a great potential failure risk to the fixing strength of the safety belt. Aiming at the fastening state of the safety belt Winder Bolt, through the test analysis of the bolt compression force, the cooperation State of the bolt is optimized, achiev e the effect of reducing torque attenuation, and meet the normal use of safety belt.
Keywords： Boit; Torque Attenuation; Compression Force
1 引言
力矩衰减（Torque Attenuation）是指螺栓紧固到零件上后，会在紧固件和被连接件间点漆确认，以便后期确认紧固状态，过一段时间后，点漆标记不变，但检测力矩不在设计要求范围内，视为力矩衰减。
随着我国汽车行业的发展，汽车保有量逐年增高，人们对汽车的要求越来越高，其中是否安全已越来越成为人们选择车辆重要参考指标。安全带做为汽车安全的最后一道防线，起着不可替代的作用，因此增强安全带的强度及可靠性十分必要。
安全带固定点螺栓力矩衰减对安全带强度及可靠性有着很大的潜在失效风险，通过研究发现，螺栓打紧过程中的螺栓对钣金的压紧力衰减与螺栓力矩衰减成线性关系，即压紧力越小，力矩就越小，反之亦然。
目前解决力矩衰减的常见的方法是在螺栓上涂抹螺纹密封胶，通过增加摩擦力来减少力矩衰减，但螺纹密封胶也有可能导致力矩超出极限范围，导致装配困难或维修困难。那有没有方法在不增加任何外物的情况下，消除力矩衰减问题？
z轴线性马达
首先要确认安全带螺栓力矩衰减的原因，如下：
1、安全带固定点位置钣金为多层板结构，板与板之间存在间隙，螺栓打紧后，间隙消除，过一段时间后钣金回弹，间隙又出现，会抵消掉一部分力矩，导致力矩衰减；
2、安全带螺栓为带多种垫片的组合件，其当中的塑料垫圈或弹性垫圈或纸垫圈也存在变形，导致力矩衰减；
3、钣金或安全带安装位置钣金的平面度，平面度越大力矩衰减越大；
以上原因中，其中1、3原因可以改善生产工艺，提高产品精度及一致性解决，由于未进行深入研究，本文不作详细介绍。本文着重通过分析第2条原因，解决安全带力矩衰减问题。通常安全带螺栓有以下4种形式：单个螺栓+弹簧垫圈+纸垫圈、单个螺栓+弹簧垫圈+钢垫圈、单个螺栓+纸垫圈、单个螺栓+钢垫圈。
2 安全带螺栓力矩衰减分析
问题描述：在某车型完成安全带按装后，在对安全带各安装点力矩进行复检时，发现部分螺栓力矩衰减比较大，如表1所示
表1 力矩衰减前后对比
力矩衰减检测理论：螺栓打紧后对钣金的压紧力是否衰减的参考依据。压紧力变化越小则表明力矩衰减越小，反之亦然。通过仪器测量不同失效样本的压紧力（单个螺栓+弹簧垫圈+纸垫圈、单个螺栓+弹簧垫圈+钢垫圈、单个螺栓+纸垫圈、单个螺栓+钢垫圈），对比测量结果得出压紧力变化趋势，从而得出螺栓衰减趋势。失效样本如图一所示：
联网门禁系统 图一螺栓组件
螺栓压紧力测量，测量设备及样件准备如下：①、4-Channel Transient Recorder Analyze
②、数显扭矩扳手
③、标定后螺栓样件。
测量数据：
①单个螺栓+弹簧垫圈+纸垫圈测量结果如表2所示：
表2 实车验证力矩衰减前后对比
从上表可以发现力矩是在紧固件打紧放置一段时间后力矩及压紧力均出现较大幅度的
衰减。接着进行颠簸路试验，发现力矩未再次发生衰减。
通过如上试验得出，力矩衰减和压紧力及时间有关，力矩随压紧力衰减而衰减。
②、相同螺栓不同垫圈组合压紧力衰减曲线图：
图二不同螺栓组件衰减曲线
从上图可以得出如下结论：
a、压紧力在在开始的2分钟内压紧力衰减呈明显上升趋势，5分钟后压紧力基本不再衰减，趋于稳定；
b、压紧力变化量最大的为螺栓+弹垫+纸垫组合，其它依次为螺栓+纸垫，螺栓+弹垫+钢垫，螺栓+钢垫变化量最小。
③不同的紧固件的摩擦系数，对应的压紧力（轴力）变化很大，轴力是决定螺栓是否拧紧的标准。以下是根据不同螺栓摩擦系数计算出轴力的关系曲线：
图三不同摩擦系数对轴力的影响
3 某车型安全带力矩衰减原因分析
图四X车型安全带问题件
如图四所示，问题件螺栓组件包括弹垫及纸垫圈，根据图二分析，螺栓+弹垫+纸垫圈组合是会导致最大压紧力衰减的组合。
同一车型同一位置，摩擦系数的变化可以忽略不计。
4 对策验证
降压散 通过试装一个安全带，分别检测其不同固定点位置压紧力，分别为高调器、导向环、卷收器位置，采用单独螺栓+金属垫片组合方式打紧并按标准力矩进行紧固，测量数据如下表所示：
通过表3.1、3.2表可以看出，压紧力衰减的现象明显降低，但卷收器数据还是有明显的衰减现象，经分析不同位置固定点安装环境，得出如下结论：
表3.1 力矩衰减前后对比导电铝浆
表3.2 力矩衰减前后对比
①高调器和B柱硬连接，在打紧螺栓后，
B柱和高调无变形；
②导向环与高调器配合为硬连接，打紧螺栓后，导向环及高调器无变形；
③下端片与地板钣金配合为硬连接，打紧螺栓后，下端片与地板无变形；
④和卷收器连接的钣金强度不足，在打紧螺栓时有变形，且采用腰型孔连接，压紧截面不均衡，卷收器连接钣金没有完全和卷收器贴合，如下图所示：
图五卷收器安装图片
因卷收器与钣金至今存在压紧面不均及间隙，当螺栓打紧后，最开始因初始压紧力强制消除了二者之间的间隙，使较软的钣金发生形变，随着时间的推移，钣金回弹吃掉一部分压紧力，当过一段时间再次测量，此时的压紧力已经小于开始的标准压紧力。如图六所示：
图六 螺栓打紧力矩衰减曲线
5 优化方案
①依据试验测试结果，螺栓+弹性垫圈+纸垫圈的使用是对扭矩影响最大，根据实际使用情况，可以将弹性垫圈及纸垫圈取消；
②依据试验测试结果，在卷收器侧的扭矩衰减是最大的，比较后发现，连接的钣金刚性不足，压接面积不均匀，在拧紧过程中有变形，拧紧后钣金回弹，吃掉一部分压紧力，导致力矩衰减。
●后期车型开发建议如下：加强连接板的刚度，保证在拧紧过程中不变形。
●避免腰型孔配合。
●连接钣金与卷收器有足够大的接触面，确保接触面的平面度，能够使卷收器和连接钣金完全贴合。
③在本次实验测试中发现，不同的车身，不同的螺栓在测试过程中，扭矩和轴力的测试结果及衰减结果有很大的差别，故我们需要固定紧固系统的摩擦系数，确保摩擦系数是稳定的，建议螺栓摩擦系数在0.09-0.15之间。
蜜饯LH 6 结论
力矩衰减是整车装配过程中普遍存在的现象，通过研究衰减现象产生的原理，到其产生的原因，帮助后续车型消除力矩衰减现象。
参考文献：
cn-m [1]VDI 2230 高强度螺栓连接的系统计算
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