擰緊技術(shù)介紹

擰緊技術(shù)原理與應(yīng)用介紹〔二〕主題擰緊技術(shù)根本原理的介紹擰緊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的介紹Schatz系統(tǒng)的介紹擰緊根本原理螺紋連接中力的構(gòu)成螺栓連接根本形式螺栓擰緊方法扭矩的檢測(cè)螺紋連接中的力張力張力夾緊力剪切力剪切力抗張力抗張力通過(guò)測(cè)量扭矩間接測(cè)量預(yù)緊力我們想測(cè)量預(yù)緊力預(yù)緊力的測(cè)量50%10%40%預(yù)緊力螺栓頭部的摩擦螺紋副間的摩擦扭矩與預(yù)緊力的關(guān)系FrictionOilonboltBadthreadsNormalClampingforce摩擦系數(shù)與轉(zhuǎn)交的關(guān)系TorqueYieldstresslimitHighfrictionLowfictionNormal20NmClampingforce扭矩與轉(zhuǎn)交的關(guān)系螺栓的強(qiáng)度級(jí)別和尺寸確定后,預(yù)緊力僅與螺栓伸長(zhǎng)量有關(guān)。螺栓標(biāo)識(shí)系統(tǒng)生產(chǎn)商第一個(gè)數(shù)=1/100的最大抗張應(yīng)力(N/mm2) 100×8=800N/mm2

第二個(gè)數(shù)=抗張應(yīng)力與屈服之間的關(guān)系0.8=80%兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力 800*0.8=640N/mm2

公制螺紋扭矩(Nm)預(yù)擰緊貼合點(diǎn)彈性擰緊塑性擰緊屈服點(diǎn)連接件擰緊角度值(o)應(yīng)力N/mm2拉伸度抗拉應(yīng)力100*8=800N/mm2屈服應(yīng)力800*0,8=640N/mm2屈服失效彈性區(qū)抗拉強(qiáng)度75%抗拉強(qiáng)度/屈服TorqueAngleSnuglevelHardJoint<30deg(ISO5393)SoftJoint>720deg(ISO5393)XNmXNm<30deg>720degTorqueAngleSnuglevel螺栓連接形式PowerToolOutputTorque92949192949292X=92,43=1,13”Perfect”HandTorque

103106103100100103100X=102,14=2,27Time20406080100110120(A)Tooloutput(Dynamictorque)Reason:Staticfriction(B)”Perfect”handtorque (Statictorque)硬連接的扭矩測(cè)量螺栓擰緊后的衰減60-70%的衰減發(fā)生在30毫秒以內(nèi)時(shí)間牛米衰減斷氣螺栓擰緊方法扭矩法扭矩—轉(zhuǎn)角法屈服極限法扭矩控制法定義：扭矩法就是在擰緊時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定扭矩時(shí)擰緊過(guò)程即停止。優(yōu)點(diǎn)：擰緊工具價(jià)格廉價(jià)，操作方便。缺點(diǎn)：擰緊質(zhì)量(軸向預(yù)緊力)受螺紋件摩擦因數(shù)的影響大,螺栓摩擦因數(shù)很低時(shí),螺栓將擰至其塑性變形區(qū)甚至將其擰斷。為平安起見,扭矩法設(shè)計(jì)的預(yù)緊力只在螺栓屈服強(qiáng)度的50%～70%，因此螺栓利用率不高。扭矩—轉(zhuǎn)角控制法定義：扭矩—轉(zhuǎn)角法就是在擰緊時(shí)到達(dá)規(guī)定的貼合扭矩后,再轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋件到達(dá)規(guī)定角度。在彈性變形區(qū)內(nèi),假設(shè)螺栓彈性模量恒定,預(yù)緊力僅與螺栓伸長(zhǎng)量有關(guān),而伸長(zhǎng)量與轉(zhuǎn)角度數(shù)成正比。如果螺紋件擰緊轉(zhuǎn)動(dòng)360°，螺栓受力局部伸長(zhǎng)一個(gè)螺距。扭矩—轉(zhuǎn)角控制法優(yōu)點(diǎn)：a.擰緊質(zhì)量穩(wěn)定，螺紋件摩擦因數(shù)對(duì)擰緊質(zhì)量的影響小。b.螺栓可擰至塑性變形區(qū)而不致擰斷，設(shè)計(jì)預(yù)緊力可取螺栓屈服強(qiáng)度的80%。c.扭矩轉(zhuǎn)角法對(duì)起點(diǎn)和終點(diǎn)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè),對(duì)過(guò)程中的干擾因素不敏感,所以

非?？煽繉?shí)用。缺點(diǎn)：擰緊工具價(jià)格昂貴(是扭矩法擰緊工具的

10倍)，操作不方便。TorqueAngleTorque=OKAngle=LowTorque=OKAngle=OKTorque=OKAngle=High扭矩轉(zhuǎn)角法實(shí)例屈服點(diǎn)控制法定義：屈服點(diǎn)法也稱為斜率控制法,它是利用擰緊過(guò)程中扭矩和轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系,把螺栓拉伸到接近屈服極限,來(lái)獲得工件需要的壓緊力。屈服點(diǎn)控制法優(yōu)點(diǎn)：屈服點(diǎn)控制法的優(yōu)點(diǎn)是將螺栓擰至其屈服點(diǎn),最大限度地發(fā)揮了螺紋件強(qiáng)度的潛力。缺點(diǎn)：屈服點(diǎn)法對(duì)擰緊全過(guò)程進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。它對(duì)干擾因素比較敏感,同時(shí)對(duì)螺栓的性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求極高,控制難度較大。因此擰緊工具價(jià)格十分昂貴。各種擰緊方法的比較扭矩的檢測(cè)扭矩法的擰緊可以用數(shù)顯扭力扳手，,要求高一些的檢測(cè),需用動(dòng)態(tài)的檢測(cè)儀。扭矩轉(zhuǎn)角法和屈服點(diǎn)法一般不做事后的檢測(cè),只對(duì)檢測(cè)系

統(tǒng)的精度做定期檢查,需要檢測(cè)時(shí),只宜用動(dòng)

態(tài)檢測(cè)方法,如檢測(cè)方法選擇不當(dāng),不但得不

出正確的結(jié)論,還可能破壞工件中已經(jīng)形成

的較好的壓緊狀態(tài)。動(dòng)態(tài)扭矩: 在安裝同時(shí)用在線式扭矩傳感器測(cè)量

靜態(tài)扭矩: 安裝后用扭矩扳手測(cè)量如何在一個(gè)連接件上測(cè)量動(dòng)態(tài)和靜態(tài)扭矩TargetHighAccuracyLowAccuracyTorque6sigma(99,7%)6sigma(99,7%)TorqueTorqueNooftighteningsNooftightenings

精度HighCp-valueLowCpk-valueHighCp-valueHighCpk-valueDemandsvaryinMVI: FordacceptCpk>1.33 VolvoacceptCpk>2Cp&CpkFrequencyTorque(LO)=45(HI)=553s=2,43s=2,4AVE-LO=49-45HI-AVE=55-49Mean=49Wedidatestonajointthatshouldbetightenedat50+/-5Nm.Wegotanaverageof49Nmands=0.8Nm.Rightside: (HI-AVE)/3s=(55-49)/3*0.8=2.5Leftside: (AVE-LO)/3s=(49-45)/3*0.8=1.7=Cpk!!能力計(jì)算Cp差好差好流程不可行，調(diào)換工具或調(diào)節(jié)精度。流程可行，但通常需調(diào)節(jié)。不可能!!!流程可行且調(diào)節(jié)得很好。Cp與Cpk的比較Cpk擰緊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹擰緊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的開展趨勢(shì)電動(dòng)系統(tǒng)擰緊網(wǎng)絡(luò)的根本結(jié)構(gòu)我公司網(wǎng)絡(luò)的根本構(gòu)成擰緊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)開展1.在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)或整車裝配線中的關(guān)鍵工位采用智能化的螺紋裝配設(shè)備，使同一裝配線能夠通過(guò)多種產(chǎn)品的裝配,形成柔性裝配生產(chǎn)線。2.隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，及汽車召回和索賠制度的實(shí)行，對(duì)整車的質(zhì)量控制越來(lái)越嚴(yán)格。3.由于螺栓裝配后的效果難以靜態(tài)復(fù)校,所存在的問題往往需要在螺栓擰緊過(guò)程中才能發(fā)現(xiàn),因此有必要保存擰緊裝配的歷史數(shù)據(jù),以便分析和調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。開展背景：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),通常采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。由于Ethernet的快速開展,現(xiàn)場(chǎng)總線與Ethernet的結(jié)合,構(gòu)建工廠、車間、現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是經(jīng)濟(jì)合理的選擇?，F(xiàn)場(chǎng)總線與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系二、車間與現(xiàn)場(chǎng)裝配控制站的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系一、基于ProfiBus總線的擰緊軸控制系統(tǒng)Atlas電開工具的擰緊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)底層總線結(jié)構(gòu)EthernetTCP/IPfürSDOKServerInterbuszurF?rdertechnikanbindungPF3000SlaveTCP/IPfürMaster/SlaveAC-BUSSelektor1RS2324Ein-/Ausg?ngeSelektor2AC-BUSüberIOExpandermehrm?glichScannerPF3000MasterIni′sdirektverdrahtetEthernetTCP/IP(10or100*BASE-T)AccessRouterorServerWWWAnschlussDeviceNetProfiBusModBus+InterBusFieldBusFactoryOverview

ToolsNet上層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)HighEndSwitchSDOKToolsNet10Mbit100Mbit100Mbit10MbitR3SAPDataDaseFISQQ-DAS(Ident-Server)NacharbeitSDOKIdentserverQ-DASErgebnisTeileEinlaufKenn.Nr.ToolsNetSchrauberZLTStammdatenVorlaufdatenNacharbeitJa/Nein?SDOK-ManagementHauptarchivInstandhaltungStatistik擰緊數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)Atlas工廠概覽系統(tǒng)ToolsTalkToolsNetEventMonitor氣開工具的網(wǎng)絡(luò)化開展三研“FV-NET”風(fēng)開工具網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)定扭工具計(jì)數(shù)管理系統(tǒng)圖我們目前的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控流程掃描條碼根據(jù)車型選擇程序擰緊數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器EC-ServerFIS系統(tǒng)ZP8終檢EQS在線監(jiān)控器返修工位的質(zhì)量保證體系入工位掃描條碼啟動(dòng)程序擰緊漏擰重復(fù)擰緊擰緊不合格擰緊全部合格出站報(bào)警返修下一工位出站報(bào)警Schatz系統(tǒng)的介紹

Schatz公司及產(chǎn)品的簡(jiǎn)單介紹螺栓裝配質(zhì)量控制網(wǎng)絡(luò)ISO16047螺栓摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)介紹Schatz公司Schatz公司成立于1955年，致力于提供高質(zhì)量的扭矩測(cè)試分析系統(tǒng)。其產(chǎn)品包括整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的扭矩控制與分析系統(tǒng)及擰緊工具的過(guò)程與精度檢查。通俗的說(shuō)法是提供扭矩標(biāo)定設(shè)備和整個(gè)過(guò)程的扭矩分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制。他們的產(chǎn)品在德國(guó)乃至整個(gè)歐洲都擁有極高的聲譽(yù)。VolkerSchatzVolkerSchatz:Schatz公司董事長(zhǎng)，DIN946.ISO〔螺栓和螺母裝配摩擦系數(shù)測(cè)試〕標(biāo)準(zhǔn)起草委員會(huì)委員Schatz公司一些代表性的產(chǎn)品著名的Messbank檢