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何谓摩擦系数稳定剂

2012/11/13 17:18:50| 分类: 默认分类

「摩擦系数稳定剂」(Friction Coefficient Stabilizer) 广义而言泛指用于降低并同时稳定摩擦系数的润滑披覆剂。在紧固件的应用范畴中,「摩擦系数稳定剂」可促进紧固件攻牙的速度,降低锁入扭力(Tightening Torque) 及增进紧固件在震动摆动环境下的锁紧力(Clamping Force)。由于其能够有效降低量产紧固件间摩擦系数值的变异差,因此大幅提升了紧固件的整体质量与机件组装后之安全性,更可进一步满足预置扭矩与自动化组立设定的需求。

 

「摩擦系数稳定剂」代表性的产品如: 德国福斯润滑科技集团(Fuchs Lubritech GmbH) 出品的可力特摩 HMP薄膜润滑剂系列(gleitmo HMP Dry Film Lubricant),其又俗称德国润滑水蜡。这一类产品多为含高分子聚合物的水性胶状分散液,一般采用浸渍方式涂覆,经烘干固化后会形成一附着性佳的透明润滑薄膜。这种润滑膜润滑效果很好,可有效降低摩擦系数并使摩擦系数之差异最小化。这种特殊的干式润滑因为膜层极薄,不会产生影响公差的问题。预涂润滑水蜡的零件可储存备用,随时供应组装并符合自动化操作。随着自动化组立之普及化,以及人类对于产品性能与安全要求日趋严苛,许多知名欧美汽车厂与其他行业的制造商,会要求他们的产品零件如螺丝、螺栓、螺母、垫圈、华司与其他扣件、紧固件等,在表面处理流程最末施作摩擦系数稳定披覆的工艺。   

 

摩擦系数稳定剂与减摩剂之差异

与一般所说的减摩剂 (FM, Friction Modifier) 不同的是,凡是能降低摩擦的油性添加剂或固体润滑剂皆可称作减摩剂,但其并不一定具备稳定与控制摩擦系数之功能。而「摩擦系数稳定剂」不但能降低摩擦系数,更重要的是能满足紧固件设计者及规范中,对于紧固件所设定的特定摩擦系数值,将摩擦系数的离散度控制在一个极小的偏差范围

 

预置扭矩

指摩擦系数可默认,因此零件在组装时不会因扭矩过荷或不足造成的问题。在汽车及许多机械装配的过程中,通常用已设定好的扭矩来锁紧螺丝。


F = M / (μ * f )

F为锁紧力, M为锁紧扭矩, μ为摩擦系数, f 为比例因子


从上面锁紧力公式中可看出,若螺丝的扭矩固定,而摩擦系数的平均偏差很高,那么预张力的波动就会很大,这样的大波动是螺丝设计者或品保经理所不乐见的。因为摩擦系数过低,易导致扭矩过荷而产生螺丝损伤;摩擦系数过高,则可能因锁紧力不足而使螺丝连接产生松脱危机。根据德国汽车工业协会所制定的VDA 235-101 标准: 一般而言汽车工业用紧固件的摩擦系数范围值为μtot 0.09 0.14之间。部分摩擦系数(μb, μth),考虑到测量的不确定性,仍不应低于0.08或高于0.16。而整体摩擦系数的最佳均值应为μtot 0.12

以车辆轮圈中心的螺拴为例: 若紧固扭距不足,在车辆长时间行驶下将造成在内部零件间出现明显的相对运动,进而加速轮圈相关部件的磨损,严重时将甚至会影响行车安全。

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