9、螺栓 螺紋9 螺栓

1、1,基本擰緊技術(shù),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,擰緊技術(shù),為什么使用螺栓連接,裝配簡(jiǎn)單 拆卸方便 效率高 成本低,4,質(zhì)量等級(jí),安全等級(jí),客戶定義等級(jí),裝配工作按精度等級(jí)分為三類(lèi),5,螺栓連接的受力,剪切,拉伸,6,為了擰緊螺栓, 必須施加力以便擰

2、緊螺母/螺絲,7,測(cè)量擰緊效果,我們能夠測(cè)量的是扭矩T,我們想要得到的是夾緊力F,T,F,F,F,F,8,扭矩夾緊力,旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長(zhǎng) 螺桿伸長(zhǎng)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,9,Joint Diagrams,螺拴與連接件的關(guān)系,10,螺拴和連接的變形,11,Joint Diagrams,螺栓連接的變形關(guān)系,力,變形,預(yù)緊力,螺栓伸長(zhǎng)1,連接件,壓縮2,12,Joint Diagrams,軸向工作載荷的影響,力,1,2,變形,螺栓受力增加部分,夾緊力 減少部分,1,工作載荷,13,通過(guò)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(zhǎng) 螺絲伸長(zhǎng)產(chǎn)生的夾

3、緊力把連接件夾緊 我們需要的是連接件中的夾緊力,14,力 (F), 力臂 (L) = 扭矩(M) 螺栓旋轉(zhuǎn)的越多，得到的扭矩越大,但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗 只有10%的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力,夾緊力, 10%,螺紋副中的摩擦了, 40%,螺栓頭下表面的摩擦力, 50%,施加的扭矩并不象夾緊力那么簡(jiǎn)單,15,The 50-40-10 規(guī)則,扭矩,100%,90% 的扭矩用于克服摩擦力,夾緊力 10%,螺紋副中 40%,螺栓頭下摩擦力 50%,16,夾緊力與摩擦力的關(guān)系,通常的情況,螺栓頭下摩擦力 50%,螺紋副中摩擦力 40%,10%,在螺栓頭下加潤(rùn)滑油,螺栓頭下摩擦力 45%,螺紋副中摩擦

4、力 40%,夾緊力 15%,螺紋副中有雜質(zhì),螺栓頭下摩擦力 50%,螺紋副中摩擦力 45%,5%,17,一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,安全余量載荷的影響因素: 振動(dòng) 摩擦力的變化 連接件尺寸變化 擰緊精度,18,施加的扭矩不要超過(guò)使用極限,施加的扭矩過(guò)大會(huì)使螺栓過(guò)度伸長(zhǎng),安全余量取決于: 擰緊精度 材料等級(jí),19,螺栓標(biāo)識(shí)系統(tǒng),生產(chǎn)商 第一個(gè)數(shù) = 1/100 的最小抗拉強(qiáng)度 (N/mm2) 1008 = 800 N/mm2 第二個(gè)數(shù) =屈服強(qiáng)度與最小抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系 0.8 = 80% 兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力 800* 0.8 = 640 N/mm2,公制螺

5、紋,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!,Time,21,22,衰減,60-70%的衰減發(fā)生在30毫秒以內(nèi),時(shí)間,牛米,衰減,工具斷開(kāi),23,Joint characteristics can also define the tool type required (ISO 5393),旋轉(zhuǎn)角度,目標(biāo)扭矩,A. 硬連接：到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)30以內(nèi)達(dá)到目標(biāo)扭矩 B. 軟連接：到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)2 圈以上達(dá)到目標(biāo)扭矩 扭矩的過(guò)扭程度受連接件硬度以及工具轉(zhuǎn)速影響。,軟連接、硬連接,軟、硬連接,目標(biāo),均值偏差,扭矩,角度,過(guò)扭,貼合點(diǎn),硬連接,軟連接,25,如何在一個(gè)連接件上測(cè)量扭矩,動(dòng)態(tài)

6、扭矩:在擰緊螺栓的同時(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,26,靜態(tài)扭矩,動(dòng)力工具 輸出扭矩 92 94 91 92 94 92 92 X=92,43 =1,13,扭力扳手 靜態(tài)扭矩 103 106 103 100 100 103 100 X=102,14 =2,27,T (Nm),時(shí)間,20,40,60,80,100,110,120,(A)工具輸出 (動(dòng)態(tài)扭矩),(B) 扭力扳手 (靜態(tài)扭矩),原因:靜態(tài)摩擦力,27,裝配 手測(cè) (動(dòng)態(tài)) (靜態(tài)) 102.6 112 102.6 110 101.4 111 101.2 110 102.4 113 100.9 109 10

7、2.1 110 102.4 111 101.0 113 101.8 112 101.84 111.1 0.67 1.4 2.01 4.1,均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差 (Sigma) 3 Sigma,硬連接,28,均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差 (Sigma) 3 Sigma,裝配 手測(cè) (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 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3,軟連接,29,使用測(cè)力扳手時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,只能檢查扭矩是否太低 同時(shí)受靜態(tài)摩擦力影響 操作者不喜歡使用(生產(chǎn)效率低、人機(jī)工程問(wèn)題) 必須定期校準(zhǔn) 測(cè)力扳手的誤差大,30,扭矩和角度 OK,扭矩,角度,扭矩 = OK 角度 = OK,31,扭矩 OK, 角度過(guò)低,扭矩,角度,扭矩 = OK 角度 = 過(guò)低,扭矩 = OK 角度 = OK,32,扭矩 OK, 角度過(guò)高,扭矩 = OK 角度 = 過(guò)高,扭矩 = OK 角度 = 過(guò)低,扭矩 = OK 角度 = OK,扭矩,角度,3