螺栓基本擰緊技術(shù)

1、5/10/2021 1 基本擰緊技術(shù)基本擰緊技術(shù) 5/10/2021 2 from maintenance in chemical process plants to light assembly such as manufacture of lap top computers, or heavy industry such as the manufacture of construction vehicles 螺栓連接廣泛應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品的裝配中螺栓連接廣泛應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品的裝配中 擰緊技術(shù)擰緊技術(shù) 5/10/2021 為什么使用螺栓連接為什么使用螺栓連接 裝配簡單裝配簡單 拆卸方便拆卸方便 效

2、率高效率高 成本低成本低 5/10/2021 4 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí) 安全等級(jí)安全等級(jí) 客戶定義等級(jí)客戶定義等級(jí) 裝配工作按精度等級(jí)分為三類裝配工作按精度等級(jí)分為三類 5/10/2021 5 螺栓連接的受力螺栓連接的受力 剪切剪切拉伸拉伸 5/10/2021 6 為了擰緊螺栓為了擰緊螺栓, 必須施加力以便擰緊螺母必須施加力以便擰緊螺母/螺絲螺絲 5/10/2021 7 測量擰緊效果測量擰緊效果 我們能夠測量的是扭矩我們能夠測量的是扭矩t 我們想要得到的是夾緊力我們想要得到的是夾緊力f t f f ff 5/10/2021 8 扭矩夾緊力扭矩夾緊力 旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿

3、受力伸長 螺桿伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊螺桿伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊 我們需要的是連接件中的夾緊力我們需要的是連接件中的夾緊力 5/10/2021 9 joint diagrams 螺拴與連接件的關(guān)系螺拴與連接件的關(guān)系 5/10/2021 10 joint diagrams 力 伸長量壓縮量 螺栓拉伸 連接件壓 縮 壓力 拉力 螺拴和連接的變形螺拴和連接的變形 5/10/2021 11 joint diagrams 螺栓連接的變形關(guān)系螺栓連接的變形關(guān)系 力 變形 預(yù)緊力 螺栓伸長1 連接件 壓縮2 5/10/2021 12 joint diagrams 軸向工作載荷的影響軸向工作載荷的影

4、響 力 12 變形 螺栓受力 增加部分 夾緊力 減少部分 1 工作載荷 5/10/2021 13 通過螺紋產(chǎn)生夾緊力把連接件夾緊通過螺紋產(chǎn)生夾緊力把連接件夾緊 旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺絲受力伸長旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺絲受力伸長 螺絲伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾螺絲伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾 緊緊 我們需要的是連接件中的夾緊力我們需要的是連接件中的夾緊力 5/10/2021 14 力力 (f), 力臂力臂 (l) = 扭矩扭矩(m) 螺栓旋轉(zhuǎn)的越多，得到的扭矩越大螺栓旋轉(zhuǎn)的越多，得到的扭矩越大 但是但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗的扭矩被摩擦力消耗 只有只有10%的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力 夾緊

5、力夾緊力, 10% 螺紋副中的摩擦螺紋副中的摩擦 了了, 40% 螺栓頭下表面的螺栓頭下表面的 摩擦力摩擦力, 50% 施加的扭矩并不象夾緊力那么簡單施加的扭矩并不象夾緊力那么簡單 5/10/2021 15 the 50-40-10 the 50-40-10 規(guī)則規(guī)則 90% 90% 的扭矩用于克的扭矩用于克 服摩擦力服摩擦力 5/10/2021 16 夾緊力與摩擦力的關(guān)系夾緊力與摩擦力的關(guān)系 5/10/2021 17 一定要確保施加的扭矩達(dá)到最小需要扭矩一定要確保施加的扭矩達(dá)到最小需要扭矩 夾緊力一定要高于外部載荷夾緊力一定要高于外部載荷 安全余量載荷的影響因素安全余量載荷的影響因素: 振動(dòng)

6、振動(dòng) 摩擦力的變化摩擦力的變化 連接件尺寸變化連接件尺寸變化 擰緊精度擰緊精度 5/10/2021 18 施加的扭矩不要超過使用極限施加的扭矩不要超過使用極限 angle of rotation torque 施加的扭矩過大會(huì)使螺施加的扭矩過大會(huì)使螺 栓過度伸長栓過度伸長 安全余量取決于安全余量取決于: 擰緊精度擰緊精度 材料等級(jí)材料等級(jí) 5/10/2021 19 螺栓標(biāo)識(shí)系統(tǒng)螺栓標(biāo)識(shí)系統(tǒng) 生產(chǎn)商生產(chǎn)商 第一個(gè)數(shù)第一個(gè)數(shù) = 1/100 的最小抗拉的最小抗拉 強(qiáng)度強(qiáng)度 (n/mm2) 1008 = 800 n/mm2 第二個(gè)數(shù)第二個(gè)數(shù) =屈服強(qiáng)度與最小抗拉屈服強(qiáng)度與最小抗拉 強(qiáng)度之間的關(guān)系強(qiáng)度

7、之間的關(guān)系 0.8 = 80% 兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力 800* 0.8 = 640 n/mm2 公制螺紋公制螺紋 . 5/10/2021 彈性松弛會(huì)影響夾緊力彈性松弛會(huì)影響夾緊力 材料彈性松弛會(huì)使夾緊力衰減材料彈性松弛會(huì)使夾緊力衰減! time 5/10/2021 21 5/10/2021 22 衰減衰減 時(shí)間時(shí)間 牛米牛米 5/10/2021 23 joint characteristics can also define the tool type required (iso 5393) 旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)角度 目標(biāo)扭矩目標(biāo)扭矩 a. 硬連接：到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)硬連接：到達(dá)貼

8、合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)30 以內(nèi)達(dá)到目標(biāo)扭矩以內(nèi)達(dá)到目標(biāo)扭矩 b. 軟連接：軟連接：到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)2 圈以上達(dá)到目標(biāo)扭矩圈以上達(dá)到目標(biāo)扭矩 扭矩的過扭程度受連接件硬度以及扭矩的過扭程度受連接件硬度以及 工具轉(zhuǎn)速影響。工具轉(zhuǎn)速影響。 軟連接、硬連接軟連接、硬連接 5/10/2021 軟、硬連接軟、硬連接 目標(biāo)目標(biāo) 均值偏差均值偏差 扭矩扭矩 角度角度 過扭過扭 貼合點(diǎn)貼合點(diǎn) 硬連接硬連接 軟連接軟連接 5/10/2021 25 如何在一個(gè)連接件上測量扭矩如何在一個(gè)連接件上測量扭矩 動(dòng)態(tài)扭矩動(dòng)態(tài)扭矩:在擰緊螺栓的同時(shí)用在線式扭矩傳感器測量在擰緊螺栓的同時(shí)用在線式扭矩傳感器測量 靜態(tài)扭矩

9、靜態(tài)扭矩:安裝后用扭矩扳手測量安裝后用扭矩扳手測量 5/10/2021 26 靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩 動(dòng)力工具動(dòng)力工具 輸出扭矩輸出扭矩 92 94 91 92 94 92 92 x=92,43 s=1,13 扭力扳手扭力扳手 靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩 103 106 103 100 100 103 100 x=102,14 s=2,27 t (nm) 時(shí)間時(shí)間 20 40 60 80 100 110 120 (a)工具輸出工具輸出 (動(dòng)態(tài)扭矩動(dòng)態(tài)扭矩) (b) 扭力扳手扭力扳手 (靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩) 原因:靜態(tài)摩擦力 5/10/2021 27 裝配手測 (動(dòng)態(tài))(靜態(tài)) 102.6 112 102.6 1

10、10 101.4 111 101.2 110 102.4 113 100.9 109 102.1 110 102.4 111 101.0 113 101.8 112 101.84 111.1 0.67 1.4 2.01 4.1 均值均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 (sigma) 3 sigma 硬連接硬連接 5/10/2021 28 均值均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 (sigma) 3 sigma 裝配手測 (動(dòng)態(tài))(靜態(tài)) 100.2 88 100.5 84 100.7 92 100.3 86 100.4 90 100.8 88 100.5 86 100.2 85 100.2 84 100.4 84 10

11、0.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 軟連接軟連接 5/10/2021 29 使用測力扳手時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的問題使用測力扳手時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的問題 只能檢查扭矩是否太低只能檢查扭矩是否太低 同時(shí)受靜態(tài)摩擦力影響同時(shí)受靜態(tài)摩擦力影響 操作者不喜歡使用操作者不喜歡使用(生產(chǎn)效率低、人機(jī)工程問題生產(chǎn)效率低、人機(jī)工程問題) 必須定期校準(zhǔn)必須定期校準(zhǔn) 測力扳手的誤差大測力扳手的誤差大 5/10/2021 30 扭矩和角度扭矩和角度 okok 扭矩扭矩 角度角度 扭矩扭矩 = ok 角度角度 = ok 5/10/2021 31 扭矩扭矩 ok, ok, 角度過低角度過低 扭矩扭矩 角度角度 扭矩扭矩 = ok 角度角度 = 過低過低 扭矩扭矩 = ok 角度角度 = ok 5/10/2021 32 扭矩扭矩 ok, ok, 角度過高角度過高 扭矩扭矩 = ok 角度角度 = 過高過高 扭矩扭矩 = ok 角度角度 = 過低過低 扭矩扭矩 = ok 角度角度 = ok 扭矩扭矩 角度角度 5/10/