从特斯拉摩擦系数标准

反映出对紧固件供应商的要求

前    言

特斯拉对螺栓摩擦系数有4点要求：

1、扭拉试验要求：对于M10的螺栓，在28.3kN的预紧力作用下，拧紧扭矩应达到40-56Nm的扭矩范围。

2、摩擦系数要求：采用未涂覆和脱脂处理的本色高硬度HH垫圈和本色螺母，按照ISO 16047标准测试的螺栓摩擦系数应达到0.10-0.16。

3、支撑面摩擦系数要求：采用M10-10.9重型六角螺栓按照ISO 16047进行扭拉试验，拧紧转速30±3RPM，预紧力为24kN，采用镀锌的螺母，未淬硬的电泳垫圈和铝合金6061垫圈，测试样品的支撑面摩擦系数的测试结果应在0.10-0.16的范围。

4、拧紧粘滑要求：采用M10-10.9重型六角螺栓按照ISO 16047进行扭拉试验，拧紧速度为100±10RPM，预紧力为48kN，测试用螺母为镀锌，垫圈为未淬硬的电泳垫圈，要求测试扭矩-时间或扭矩-角度曲线，并且曲线应是平滑的。

扭拉试验要求分析

对于M10的螺栓，在28.3kN的预紧力作用下，拧紧扭矩应达到40-56Nm的扭矩范围。

     预紧力28.3为保证载荷的58.8%，比标准保证载荷的75%也存在一定的差异。

     经过计算分析，该螺栓摩擦系数应在0.097-0.143的范围要求。从这个扭拉试验可以看出，虽然总体要求摩擦系数在0.10-0.16的范围，但是，要满足该扭拉试验的要求，摩擦系数还需要进行一定的修正，且范围需要收窄。

     从这一点上可以看出，要满足特斯拉扭拉试验的要求，实际摩擦系数应在0.097-0.143的范围方可。由于实际的螺栓尺寸还会有一定公差和变化，实际产品的摩擦系数范围与该理论计算结果会可能稍微有一定出入。

摩擦系数要求

 采用未涂覆和脱脂处理的本色高硬度HH垫圈和本色螺母，按照ISO 16047标准测试的螺栓摩擦系数应达到0.10-0.16。

     这一点与标准摩擦系数测试没有太大差异，但比ISO 16047更加明确采用高硬度HH垫圈和本色螺母。而ISO 16047标准是二选一的可选项。

     详细螺栓摩擦系数测试设备见下图，具体原理和参数可以联系兹懋小编索取。

支撑面摩擦系数要求

采用M10-10.9重型六角螺栓按照ISO 16047进行扭拉试验，拧紧转速30±3RPM，预紧力为24kN，采用镀锌的螺母，未淬硬的电泳垫圈和铝合金6061垫圈，测试样品的支撑面摩擦系数的测试结果应在0.10-0.16的范围。

     该项试验要求与大众VW 01131标准有着异曲同工之处，要求螺栓在电泳垫圈和铝合金垫圈上进行摩擦系数测试，其头部支撑面摩擦系数都应达到0.10-0.16的范围。

     测试中采用的预紧力为24kN，该预紧力为保证载荷的50%，比前面扭拉测试要求的预紧力要低。分析认为该预紧力比较低的主要原因也是考虑该六角螺栓虽然是重型六角螺栓，但是支撑面面积还是比较小，在电泳垫圈和铝合金垫圈上，比较大的预紧力会造成表面的压溃，磨损等。

拧紧粘滑要求

采用M10-10.9重型六角螺栓按照ISO 16047进行扭拉试验，拧紧速度为100±10RPM，预紧力为48kN，测试用螺母为镀锌，垫圈为未淬硬的电泳垫圈，要求测试扭矩-时间或扭矩-角度曲线，并且曲线应是平滑的。

     对于粘滑测试，由于很多螺栓目前都拧紧到屈服附近，甚至过屈服，故该项测试要求预紧力采用保证载荷48kN进行。

     同时，粘滑往往主要发生在电泳漆零件的表面，故测试主要要求在电泳漆表面的垫圈上进行测试。

     测试中评价是否粘滑是采用拧紧曲线，要求拧紧曲线必须平滑。同时，在拧紧时候如果有刺耳的响声，也说明会粘滑的发生。

总    结

从以上螺栓摩擦系数的相关要求可以看出：

     特斯拉对紧固件供应商要求还是比较高，特别是摩擦系数范围比汽车主机厂的正常控制范围进行了收窄。

     测试项目也比较完善，类似大众等传统主机厂对紧固件的测试要求。

对支撑面部分和拧紧可能产生的粘滑现象都在摩擦系数中提出了相关的试验验证要求。

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