1_1基本拧紧技术
螺栓基本知识
防松紧固件:
异形牙螺母、镶圈螺母、开槽螺母、带齿螺栓 (螺母)
第六部分 螺纹孔深度加工及攻丝注意事项
螺纹孔加工尺寸和深度计算 普通螺纹手动攻丝方法及注意事项
普通丝锥攻螺纹中常出现的问题
案例三
在转角法中,转角已达到设定值,而最终力矩值超小 出了监控范围(70-110 N· m)机器报警???
4.6、加强过程控制
首检
巡检
第五部分 螺纹常见的失效形式与预防措施
常见的失效形式
防止松动的有效措施
5.1 螺纹联接的常见失效形式:
松动 装配拉长
疲劳断裂
延迟断裂
装配断裂
装配脱扣
过载静断
支承面摩擦力 矩TW 轴力
2)螺纹副摩擦力矩TS
T = Ts + Tw 注:轴向力所产生的力矩为 零。
轴力
螺纹副摩擦 力矩TS
2.4、拧紧力矩和紧固轴力的关系
紧固轴力Ff (预紧力)的计算: 弹性区域内 T = K Ff d
紧 固 轴 力 Ff 塑性区
Fmax Kmin Kmax
弹性区
Fmin
连接零件 角螺栓和螺母 凸缘螺栓和螺母
扭矩系数 K
有润滑
0.18 0.23
无润滑
0.26 0.31
4.5.3 零部件质量的影响
零部件的质量对拧紧力矩的也有一定的影 响,如螺纹烂牙、定位尺寸误差、支撑面变形 等。 例:轮胎螺栓与钢圈的定位误差,易造成 “假扭矩”,即力矩达到要求,在地面滚动后, 力矩急剧下降。 连接件表面存在有杂质、磕碰、毛刺、定位误 差、支撑面变形等,使结合面产生非正常连接,螺 纹结合面将产生咬合现象。使得相同的装配扭矩所 产生的轴向预紧力降低、甚至为零。
扭矩知识基础ppt课件
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4.3 屈服点控制法
➢ 屈服点法利用了材料从弹性变形区向塑性变形区过渡时的特性,但是屈服点法 同样要进行严格的试验或检测,以防螺栓和螺纹损坏或断裂。
➢ 在屈服点控制法中,预紧力的大小主要取决于紧固件的屈服强度,因此能得到 较大的预紧力,预紧力的离散度也较小,而且预紧力不受摩擦系数变化的影响。
4、同时,对于某些角度拧紧的连接,静态检测只能检测其扭矩是否过 低,而无法精确控制扭矩值。
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15
第三章 螺栓连接拧紧过程简介
扭矩 (Nm)
预拧紧
开始夹紧
夹紧形成
最终拧紧
拧紧过程的可接受范围
最终扭矩和角度值 必须落在这一区域
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拧紧角度值 (o)
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扭矩 [Nm]
准备
拧入
多 阶 段 拧 紧
扭矩知识介绍
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1
目录
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章 第七章 第八章 第九章
拧紧基本术语与原理
螺栓的连接方式
螺栓连接拧紧过程简单介绍
扭矩的控制方法
扭矩检查方法
拧紧工具的简介及选配 拧紧的顺序 拧紧工作中常见问题 扭矩的防错
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2
第一章 拧紧基本术语与原理
拧紧 实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力,反映到被拧紧 的螺栓上就是它的轴向预紧力(即轴向拉应力)。 扭矩 施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。 动态扭矩 是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到的扭矩值, 也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量的值。 静态扭矩 用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐 增大的扭矩,直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间,记录下的刚产生运 动时的扭矩值,该扭矩值即为静态扭矩。。 标定 用扭矩标定仪(扭矩传感器和角度编码器)串接于电动拧紧枪之 中,跟踪电动拧紧枪在螺纹连接件上进行拧紧的过程,从而确认其拧紧 扭矩和拧紧角度在其规定范围内的一种方法。
螺纹拧紧技术
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】 /
实际目标扭矩通常是屈服扭矩的50% to 85% 用在拴紧弹性区域 90%的加载扭矩用于克服摩擦力 Also known as: 扭矩,垂直扭矩
预紧力正确度± 25%
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】 /
内部分析
平均加载 (80%屈服)
如我们恰巧看到螺纹与支承面连接表面,我们注意此处压痕 非常高,因为螺栓伸长远端出现屈服以及这些区域出现崩溃 而使夹紧力减少。
二、螺栓拧紧的方法
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】 /
拧紧,实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力,反映到被拧紧的螺 栓上就是它的轴向预紧力(即轴向拉应力)。而不论是两被连接体间的压紧 力还是螺栓上的轴向预紧力,在工作现场均很难检测,也就很难予以直接控 制,因而,人们采取了下述几种方法予以间接控制。 1.扭矩控制法(T): 扭矩控制法是最开始同时也是最简单的控制方法,它是当拧紧扭矩达到某一 设定的控制值Tc时,立即停止拧紧的控制方法。它是基于当螺纹连接时,螺 栓轴向预紧力F与拧紧时所施加的拧紧扭矩T成正比的关系。它们之间的关系 可用: T = K F (2) 来表示。其中K为扭矩系数,其值大小主要由接触面之间、螺纹牙之间的摩擦 阻力Fμ来决定。在实际应用中,K值的大小常用下列公式计算: K=0.161p+0.585μd2+0.25μ(De+Di) (3) 其中: p为螺纹的螺距;μ为综合摩擦系数 ;d2为螺纹的中径; De为支承面的有效外径;Di为支承面的内径 螺栓和工件设计完成后,p、d2、De、Di均为确定值,而μ值随加工情况的不 同而不同。所以,在拧紧时主要影响K值波动的因素是综合摩擦系数μ。 有试验证明,一般情况下,K值大约在0.2-0.4之间,然而,有的甚至可能在 0.1-0.5之间。故摩擦阻力的变化对所获得的螺栓轴向预紧力影响较大,相 同的扭矩拧紧两个不同摩擦阻力的连接时,所获得的螺栓轴向预紧力相差很 大(摩擦系数μ对螺栓轴向预紧力的影响参见图4 )。
装配工基本技能培训(2)
直线导轨的基准边为箭头指向的边,若没有箭头标记则两侧都 可以作为基准边。
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四、直线导轨的安装及要点
2导轨的接头 导轨的接头必须按照导轨上的标记来进行安装,以保证直线导 轨的精度。且建议配对的导轨接头位置能够错开
© 20013 力顺源
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四、直线导轨的安装要求及要点
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二、联接、紧固的技术要求
2.1.1 螺钉、螺栓和螺母紧固时严禁打击或使用不合适的板手,紧固后 螺钉槽、螺母、螺钉及螺栓头部不得损伤。 2.1.2 有规定拧紧力矩要求的紧固件,应采用力矩扳手按规定拧紧力矩 紧固。未规定拧紧力矩的螺栓,其拧紧力矩可参考附录2的规定 。 2.1.3 同一零件用多个螺钉或螺栓紧固时,各螺钉(螺栓)需顺时针、 交错、对称逐步拧紧,如有定位销,应从靠近定位销的螺钉或螺栓开 始。 2.1.4 用双螺母时,应先装薄螺母后装厚螺母。 2.1.5 螺钉、螺栓和螺母拧紧后,螺钉、螺栓一般应露出螺母1-2个螺 距。 2.1.6 螺钉、螺栓和螺母拧紧后,其支承面应与被紧固零件贴合。
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三、轴承安装注意事项
轴承安装示意图
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四、直线导轨的安装要求及要点
1 基准边和非基准边的差异 非互换型的直线导轨使用时需要注意基准面和非基准面的差异。基 准侧的精度比非基准侧的精度要高,可作为零件止口的承靠边.如 下图所示, 滑块的基准边为精加工的侧边,若两侧边都为精加工面,此滑块为 互换型滑块,两侧都可以作为安装的基准边。
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三、轴承安装注意事项
1.滚动轴承的装配
1.1 轴承在装配前必须是清洁的。 1.2 对于油脂润滑的轴承,装配后一般应注入约二分之一空腔符合规 定的润滑脂。 1.3 用压入法装配时,应用专门压具或在过盈配合环上垫以棒或套, 不得通过滚动体和保持架传递压力或打击力。 1.4 轴承内圈端面一般应紧靠轴肩,对圆锥滚子轴承和向心推力轴承 应不大于0.05mm,其它轴承应不大于0.1mm。 1.5 轴承外圈装配后,其定位端轴承盖与垫圈或外圈的接触应均匀。 1.6 装配可拆卸的轴承时,必须按内外圈和对位标记安装,不得装反 或与别的轴承内外圈混装。
拧紧技术
Information of Tightening technique
Volvo Construction Equipment
衰减
Nm
装配停止
衰减
时间
60-70%的衰减发生在30毫秒以内
Information of Tightening technique
Volvo Construction Equipment
装配 (动态) 100.2 100.5 100.7 100.3 100.4 100.8 100.5 100.2 100.2 100.4 100.42 0.21 0.63
手测 (静态) 88 84 92 86 90 88 86 85 84 84 86.7 2.8 8.3
平均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma
1. Snug level or prevailing torque: Torque control; Angle monitoring. SPC check of angle at prevailing torque
Tightening
2. Final step: Torque control and maintain toeque; Torque rate monitoring
Volvo Construction Equipment
扭距与夹紧力
夹紧力 (kN)
M10 12.9 m=0
m=0.10 m=0.18
60
F1
F2
50 40 30 20 10
se=ss
扭距 (T)
10 20 30 40 50 60 70 80 (Nm)
Information of Tightening technique
基本拧紧技术
标准拧紧曲线
夹紧力
预拧紧
弹性变形 塑性变形 屈服点
贴合点
角度
预拧紧阶段,螺栓头部以及螺纹部分的摩擦力很小,扭矩也非常小,螺栓未被拉 伸
从贴合点开始,随着拧紧角度增加,螺栓被拉伸,相应的夹紧力也同样增加。这 一阶段螺栓的拉伸变形是可逆的,即弹性变形
从屈服点开始,螺栓的拉伸变形超过了螺栓的强度,角度增加,夹紧力不再增加, 螺栓发生不可逆变形,即塑性变形
CP 和 CPK 计算
In capability calculations-we compare the natural variation to the tolerance demands in the application. Capability calculations
Sigma=0.165 (For Cp, 6Xsigma should smaller than 16.2-13.8=2.4X75%=1.8Nm.)
Accuracy calculations: % 3 sigma=3 X sigma/mean value X 100 = +/- % % 6 sigma=6 X sigma/mean value X 100 = %/2=+/- %
(100 =100% of the tolerance interval)
value. Accuracy comes from the specified times of tightening of the specific tool. 2 In capability calculations-we compare the natural variation to the tolerance demands in the application. Cp and Cpk is the process capability indexes of a tool. When calculating Cpk also the target value is considered. When calculating Cpk also the target value is considered.
拧松螺栓的术语-概述说明以及解释
拧松螺栓的术语-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:螺栓是机械连接中常用的紧固元件,其主要作用是将两个或更多的部件固定在一起。
然而,由于各种原因,有时会出现螺栓松动的情况,这不仅会影响机械设备的正常运行,还可能造成严重的安全事故。
本文将探讨拧松螺栓的术语,即松动螺栓的表达方式和解决方法。
通过对螺栓的基本概念、拧松螺栓的危害以及解决方法的分析,希望能够帮助读者更好地理解和应对螺栓松动问题,确保设备的安全运行和稳定性。
1.2 文章结构文章结构部分是整篇文章的框架,通过介绍文章的结构可以让读者更清晰地了解整篇文章的内容安排。
本文的结构分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分,我们将概述文章的主题,介绍拧松螺栓的术语及其重要性,同时阐明撰写此文的目的。
在正文部分,我们将从螺栓的基本概念入手,解释拧松螺栓可能带来的危害,然后提出解决方法。
最后,在结论部分中,将对全文进行总结,给出应用建议,并展望未来可能的研究方向。
通过这样清晰的结构安排,读者可以快速了解整篇文章的内容框架,有助于他们更好地理解和消化文章的内容。
1.3 目的:本文旨在深入探讨拧松螺栓这一常见且令人头疼的问题。
通过对螺栓的基本概念、拧松螺栓的危害以及解决方法的分析,旨在帮助读者更全面地了解螺栓拧松的现象及其影响,以及如何有效地应对和解决这一问题。
同时,本文还旨在提供一些实用的应用建议,帮助读者在实际工程中避免螺栓拧松的发生,提高工作效率并节约时间成本。
通过本文的阅读,读者将能够更好地掌握螺栓拧松的相关知识,提高自身的工程技术水平,确保工程质量和安全。
2.正文2.1 螺栓的基本概念螺栓是一种常用的连接零件,通常用于连接两个或多个物体,通过将螺栓穿过孔洞,然后在另一侧旋紧螺帽来实现连接。
螺栓通常由头部、螺纹部和柄部组成。
头部通常用于固定螺栓,并提供一个用于旋转螺栓的平台。
螺纹部是整个螺栓的主体部分,通过旋转使螺栓与螺母或该螺栓连接的物体紧密结合。
01.拧紧技术-螺拴的受力分析,扭矩工艺的确定
螺拴和零件的变形
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基本螺拴连接分析图
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外力的影响
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考虑到不同的拧紧方 式导致扭矩的分散, VDI引入拧紧因数 (tightening factor )。 VDI的一个表格给出 了拧紧系数的参考值
FMmax Maximum Preload αA = = FMmin Minimum Preload
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对扭矩控制方式,VDI 提 供了方程式计算和查表两 种方式来选取目标扭矩。 使用最低可能的摩擦系数 以防止过拧的发生。过拧 即螺拴被拧断或屈服。
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螺拴上的负荷=?
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为了便于分析,假设螺拴材料的硬度 非常低,像弹簧一样
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现在是螺拴拧紧后的状态
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1_1基本拧紧技术讲解
螺纹副摩擦力Friction in the threads
40 %
40 %
塑料垫圈plastic washer 40%
40%
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改变摩擦力 – 加润滑friction change-lubrication
螺纹里的润滑lubrication
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扭矩和夹紧力的关系torque and clamp force
(弹性区域的终点 The ‘end point’ of elastic range)
失效Failure 角度Angular displacement
螺栓扭紧过程定义Tightening cycle
基本定义definition:
扭矩Torque
屈服点yield point
寻帽Fastener finding (Search socket) 快速旋进Run down 最终扭紧Final 线性区Elastic area. 半线性区Semi-elastic area.
But why?
• 设计简单Simplicity of design
• 零部件标准化Standardized
• 装配简单,拆卸方便(可逆)Easy assembly and disassembly
• 效率高High productivity
• 成本低COST efficient • 可控(螺栓张力可控)well controlled
100%
夹紧力取决于扭矩和其他因素-摩擦力
Clamping force is dependent of torque and other factors – mainly friction
• Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk))
拧紧的基本知识
气动工具 - 打滑式, 断气式, 或 离合器工具 电动工具 – 不用于电动工具
扭矩监测
扭矩
装配基础知识
上限 下限
门槛扭矩
时间
装配基础知识
扭矩监测/角度监测
扭矩
角度计量门槛值 扭矩门槛值
转角 0º
转角上限
转角下限Angle Low Limit
扭矩上限 扭矩下限
装配基础知识
装配基础知识
扭矩 作用在物体上的切向力 力和力臂的乘积
装配基础知识
扭矩 = 作用力 X 力臂 螺栓
作用力
力臂
单位: Newton-Meters, Ft. - lbs, Inch-lbs, Kg-meters, Kg-cm
装配基础知识
转角 从一个制定的扭矩值开始紧固件旋转的角度值 典型应用-安装油滤
装配基础知识
扭矩
扭矩上限 扭矩下限
角度计量门槛值
转角上限 转角下限
转角
0º
装配基础知识
影响扭矩和转角的因素
摩擦力 连接类型
摩擦损失
装配基础知识
螺纹副 - 40% 螺栓头和螺帽与接触面之间摩擦力 - 50%
螺栓拉伸 - 10%
装配基础知识
润滑螺纹的影响 减少了螺纹副的摩擦力 减少了其他接触面的摩擦力 结论: 使用扭矩作为夹紧力的标识方法,螺栓拉伸会
的扭矩值,控制箱发出信号,工具停止转动.角度解码器传 输角度信息给控制箱. 控制箱把角度信息和设的角度上下 限比较,显示拧紧的状态.
* 这种拧紧策略目前被广泛采用 * 这种拧紧策略适用于气动和电动工具
转角上限 转角下限
装配基础知识
扭矩控制/角度监测
扭矩上限
螺纹拧紧技术要点
螺纹拧紧培训资料一.螺纹副基本知识1.汽车常用螺纹副类型2.螺纹强度(等级及标记)二.螺纹拧紧原理及控制1.螺纹拧紧原理2.拧紧力矩控制方法三.拧紧力矩的管理基础1.螺纹紧固的四种错误2.螺纹松弛的分类及防松措施2.拧紧工具的选择3.拧紧检具及检测方法4.拧紧力矩的影响因素一.螺纹副基本知识1. 汽车常用螺纹副类型螺纹联接是机械零部件之间结合的最常用方式之一,与铆接、焊接等结合方式相比,具有装配与维修的方便性,也是标准化程度最高的机械零件。
汽车常用螺纹紧固件主要包括:螺栓、螺柱、螺钉、螺母、弹簧垫圈、平垫圈、锯齿垫圈、螺塞、扩口式管接件、卡套式管接头体、锥形管接头体等。
汽车常用螺纹副如表一:Q150B(粗牙)Q151B(细牙)Q173B(细牙)Q128(等长)Q254Q271Q296Q340B(粗牙)Q341B(细牙)六角槽形螺母Q381B(细牙)————六角穿孔螺栓Q818锥螺纹直通接头体Q805球面螺母Q302内螺母Q304内螺母(左/右旋)直通、弯头、三通等(分卡套式--标准件、球面式接头和平面接头式)六角穿孔螺栓直通接头(平面式)其他碟形螺母、U形螺栓及螺母等锥螺纹管螺纹车轮螺母直通接头(球面式)锥螺纹直通接头体、锥螺纹直角接头体、锥螺纹三通接头体等球面螺母(左/右旋)、锥面螺母(左右旋)、法兰球面螺母(左/右旋)等长/非等长双头螺柱、焊接螺柱等内螺纹普通螺纹六角头头部带孔螺栓、六角头螺杆带孔螺栓等十字槽沉头螺钉、十字槽盘头螺钉、十字槽盘头螺钉带垫圈组合件等、十字槽沉头自攻螺钉、十字槽盘头自攻螺钉、十字槽大半圆头自攻螺钉等、六角槽形螺母、六角槽形薄螺母等六角螺栓六角螺杆带孔螺栓六角螺母、六角薄螺母、六角厚螺母、六角法兰面螺母、焊接螺母等代表件代号螺纹副外螺纹六角螺母常用品种简图十字槽沉头木螺钉、十字槽半沉头木螺钉、十字槽圆头木螺钉等、自攻螺钉(十字槽盘头自攻螺钉)木螺钉(十字槽沉头木螺钉)紧固件名称双头螺柱螺钉(十字槽沉头螺钉)六角螺栓、六角法兰面螺栓、六角法兰承面带锁齿螺栓、六角头螺栓带垫圈组合件等2. 螺纹强度(等级及标记)螺纹的性能等级一般有:3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9。
基本拧紧技术(共42张PPT)
小结
▪ 各种力的关系 ▪ 软硬连接 ▪ 动静态扭矩
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42
硬连接上--由于较高的静态摩擦力,静态扭矩可比动态扭矩要高。右下图中倒V的拐点即 是扭力扳手测得的硬连接上的静态扭矩
硬连接上的扭矩实测值
动力工具 输出扭矩
92 94
91 92
94 92 92
X=92,43
=1,13
扭力扳手 静态扭矩
103
106 103 100 100 103
100
X=102,14
软连接上实 测值均值 标准偏ຫໍສະໝຸດ (Sigma)3 Sigma
装配
(动态)
100.2
100.5 100.7 100.3 100.4
100.8 100.5 100.2 100.2
100.4
100.42 0.21
0.63
手测 (静态)
88
84 92 86 90
88 86 85 84
84
86.7 2.8
8.4
=2,27
T (Nm)
(A)工具输出 (动态扭矩) 120
110 100
80 60 40
20
(B) 扭力扳手 (静态扭矩)
原因:静态摩擦力
时间
装配
硬连接上另
一实测值 标准偏差 (Sigma)
扭矩的过扭程度受连接件硬度以及工具转速影响。 螺纹副中摩擦力
(动态) 102.6 102.6 101.4
40%
拧紧技术
拧紧技术及拧紧机螺栓拧紧技术及拧紧机螺栓拧紧在机械制造业中的应用非常广泛,机械制造中零部件的连接与装配,机械整体的装配等等,可以说几乎是都离不开螺栓拧紧。
第一节螺栓拧紧的基本概念及拧紧的方法任何机体均是由多种零件连接(即组装)起来的,而零件的连接有多种,采用螺栓连接就是其中最常用的一种,而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧,因而这“拧紧”也就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。
零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合,并为承受一定的动载荷,还需要两被连接体间具备足够的压紧力,以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。
这样就要求作为连接用的螺栓,在拧紧后要具有足够的轴向预紧力(即轴向拉应力)。
然而这些力的施加,也都是依靠“拧紧”来实现的。
因而,我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。
一.螺栓拧紧的基本概念1.拧紧过程中各量的变化在螺栓拧紧时,总体的受力情况是,螺栓受拉,连接件受压;但在拧紧的整个过程中,受力的大小是不同的(见图1),大体上分为下述几个阶段:⑴在开始拧紧时,由于螺栓未靠座,故压紧力F为零;但由于存在摩擦力,故扭矩T保持在一个较小的数值。
⑵当靠座后(Z点),真正的拧紧才开始,压紧力F和拧矩T随转角A 的增加而迅速上升。
TF屈服断裂A图 1ZTF23⑶达到屈服点,螺栓开始朔性变形,转角增加较大而压紧力和扭矩却增加较小,甚至不变。
⑷再继续拧紧,力矩T 和压紧力F 下降,直至螺栓产生断裂。
2.力矩率力矩率R 所表示的是力矩增量△T 对转角△A 的比值(见图2),即:R =△T /△A (1)硬性连接的R 值高,软性连接的R 值低。
R 值与螺栓的长度、连接中各件之间的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。
摩擦系数的变化,是影响力矩率的主要因素。
此外,再加上垫圈、密封垫片等引起的弹性变化,装配线上同样螺纹连接之间的力矩率变化可能超过百分之百,这样,力矩/转角的曲线就可能落在图3斜线中的任何位置。
3.摩擦与力矩对压紧力的影响 从图4中可见,同一力矩T 值, 而由于摩擦系数μ值的不同,压紧力 F 可能相差很大。
扭矩与拧紧技术原理
3.摩擦与力矩对压紧力的影响 从图 4 中可见,同一力矩 T 值,而由于摩擦 系数μ值的不同,压紧力 F 可能相差很大。 所以,摩擦系数μ对压紧力 F 的影响是非常 大的。 这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、 螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。
装配工作按精度等级分为三类
安全等级
质量等级
客户定义等级
施加的扭矩不要超过使用极限
螺栓连接件的特性 · 施加的扭矩过大会使螺 栓过度伸长 · 安全余量取决于: – 拧紧精度 – 材料等级
扭矩夹紧力
旋转转角
螺栓连接件的特性
抗拉强度/屈服特性
· 抗拉应力 100*8=800 N/mm · 屈服应力 800*0.8=640 N/mm
2 2
螺栓标识系统
生产商 第一个数 = 1/100 的最小抗拉 强度 (N/mm ) 100×8 = 800 N/mm
但是, · 90% 的扭矩被摩擦力消耗 · 只有 10%的扭矩转化为夹紧力
夹紧力与摩擦力的关系
通常的情况
在螺栓头支承面下加润滑油
螺纹副中有缺陷,如杂质、磕碰等
一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩
· 夹紧力一定要高于外部载荷 · 安全余量载荷的影响因素: – 振动 – 摩擦力的变化 – 连接件尺寸变化 – 拧紧精度
� 摩擦力未减小 � 允许每次拧紧的观察扭矩转角 � 螺栓能再使用 � 关键词: 屈服扭矩
预紧力正确度±8%
4. 落座点—转角控制法(SPA) 落座点—转角控制法是最近新出现的一种控制方法,它是在 TA 法基础上发 展起来的(在日本已经开始应用) 。TA 法是以某一预扭矩 TS 为转角的起点, 而 SPA 法计算转角的起点,采用扭矩曲线的线性段与转角 A 坐标的交点 S(见 图 8) 。图中;F1 是 TA 法最大螺栓轴 向预紧力误差,F2 是 SPA 法最大螺栓 轴 向预紧力误差。从图 8 可见,采用 TA 法 时 , 由 于 预 扭 矩 TS 的 误 差 ( Δ TS=TS2-TS1,对应产生了螺栓轴向预 紧力误差ΔFS),在转过相同的转角 A1 后,相对于两个弹性系数高低不同 的拧紧工况,其螺栓轴向预紧力误差 为 F1;即使是弹性系数相等的,但由 于ΔTS 的存在, 也有一定的误差 (见 图 8 中的ΔF1、ΔF2) 。如若采用 SPA 法,由于是均从落座点 S 开始转过 A2 转角后,相对于两个弹性系数高低不同的拧紧工况,其螺栓轴向预紧力误差
(完整版)汽车螺栓拧紧方式及拧紧质量评价
汽车螺栓拧紧方式及拧紧质量评价拧紧技术目前在我国并没有被引起足够的重视,对于拧紧技术的研究基本上还处于起步阶段,但是随着大家对拧紧技术认识的不断深入,该技术在国内必将有长足的发展。
在汽车制造业中,将各种汽车零部件装配成整车的过程,需要很多种不同类型的联接,比如焊接、螺栓联接和粘胶联接等。
其中螺栓联接是最重要的联接方法之一.由于螺栓联接可以获得很高的联接强度,又便于装拆,具有互换性,通过标准化实现了大批量生产,成本低而且价格便宜,经常被应用到发动机、变速箱和底盘等重要位置的装配中。
所以,螺栓的拧紧质量直接影响到产品的安全性和可靠性。
图1 转角拧紧法的拧紧曲线螺栓联接质量控制原理螺栓联接的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围,从而将两个工件可靠地联接在一起.为了确保螺纹联接的刚性、密封性、防松能力和受拉螺栓的疲劳强度,联接螺栓对预紧力的精度要求是相当高的.所以,轴向预紧力是评价螺栓联接可靠性的重要指标.轴向预紧力的最低限是由联接结构的用途决定的,该值必须保证被联接工件在工作过程中始终可靠贴合。
轴向预紧力的最高值必须保证螺栓及被联接工件在预紧和工作过程中不会发生脱扣、剪断和疲劳断裂等损坏.怎样控制和监控预紧力的数值,使之能够达到产品要求显然是一个值得研究的课题。
螺栓拧紧方法螺栓拧紧方法主要有两类,分别是弹性拧紧和塑性拧紧。
弹性拧紧一般指扭矩拧紧法,塑性拧紧主要包括转角拧紧法、屈服点拧紧法等.1.扭矩拧紧法扭矩拧紧法的原理是扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系。
通过将拧紧工具设置到某个扭矩值来控制被联接件的预紧力。
在工艺过程、零件质量等因素稳定的前提下,该拧紧方式操作简单、直观,目前被广泛采用。
根据经验,在拧紧螺栓时,有50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上,有40%消耗在螺纹的摩擦上,仅有10%的扭矩用来产生预紧力。
由于外界不稳定条件对扭矩拧紧法的影响很多,所以通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的扭矩法将导致对轴向预紧力控制精度低.而且有极少数的螺栓联接,扭矩已达到规定值,而螺栓头还未完全与被联接件贴合或间隙有时很小,目视不容易发现。
拧紧技术题库
拧紧技术1. 以下不属于拧紧技术中常用连结方式的是(B)A.螺纹连结B.线束插接C.焊接D.铆接2. 以下不属于依据连结重要性区分的拧紧等级的是(A)A. B.C. D.3. 如右图所示,螺钉的力矩值为(D)A. F ·( L1+L2)· L2·L3· L14. 以下哪个不属于影响夹紧力的要素?(C)A.摩擦;B.内部应力开释;C.空气阻力;D.温度5.以下拧紧工具中,力矩值最正确的是(B)A. 数显扳手B.带转角的EC扳手C.电抢D.风枪6.对于公差换算,以下说法正确的选项是(D)A. AD15 代表力矩控制,工艺公差为该点工艺值的15%。
B. AW11 代表力矩控制,工艺公差为该点工艺值的%。
C. AD18 代表转角控制,工艺公差为该点工艺值的15%,转角公差为 15°。
D. AW10 代表转角控制,工艺公差为该点工艺值的%,转角公差为 5°。
7.以下哪个不属于 4M对拧紧质量的影响。
( A )A. 管理(Management)B.C. 螺栓和螺母(Material资料)D.操作者( Man人)拧紧工具( Machine机器)8. 对于连结方式以下说法错误的选项是(B)A.精细螺栓连结:装置后无空隙,主要蒙受横向载荷,也可作定位用。
B.一般螺栓连结:装置后孔与杆间有空隙,但在工作中空隙能够除去。
C.双头螺栓连结:螺杆两头无钉头,但均有螺纹,装置时一端旋入被连结件,另一端配以螺母;适于常拆卸而被连结件之一较厚时。
D.螺钉连结:适于被连结件之一较厚、不需常常装拆,一端有螺钉头,不需螺母,适于受载较小状况 .9.属于拧紧测试参数的是(A )A.静态力矩B.温度C.部件硬度D.摩擦力10.以下不属于拧紧测试参数的是(C)A. 动向力矩B.节余力矩C.螺纹长度D.静态力矩11.以下对“电枪”校验负责人及校验频率说法正确的选项是(A)A.由力矩小组校验,发放新工具标签,校验周期为一个月B.质保部发放合格证,周期为三个月C.力矩小组负责送到质保部进行查验并发放合格证,周期为半年D.力矩小组负责检测工具夹紧力,周期为三个月12.以下对“定值力矩扳手”校验负责人及校验频率说法正确的选项是(D)A.由力矩小组校验,发放新工具标签,校验周期为一个月B.质保部发放合格证,周期为三个月C.力矩小组负责送到质保部进行查验并发放合格证,周期为半年D.班组每班次校验并填写《总装车间定值力矩扳手校验表》,力矩小组每个月校验,发放新工具标签13.以下对“数显扳手”校验负责人及校验频率说法正确的选项是(C)A.由力矩小组校验,发放新工具标签,校验周期为一个月B.质保部发放合格证,周期为三个月C.力矩小组负责送到质保部进行查验并发放合格证,周期为半年D.班组每班次校验并填写《总装车间定值力矩扳手校验表》,力矩小组每个月校验,发放新工具标签14.以下对“风枪”校验负责人及校验频率说法正确的选项是(A)A.由力矩小组校验,发放新工具标签,校验周期为一个月B.质保部发放合格证,周期为三个月C.力矩小组负责送到质保部进行查验并发放合格证,周期为半年D.班组每班次校验并填写《总装车间定值力矩扳手校验表》,力矩小组每个月校验,发放新工具标签15.以下对“ EC扳手”校验负责人及校验频率说法正确的选项是(B)A.由力矩小组校验,发放新工具标签,周期为一个月B.质保部发放合格证,周期为三个月C.力矩小组负责送到质保部进行查验并发放合格证,周期为半年D.班组每班次校验并填写《总装车间定值力矩扳手校验表》,力矩小组每个月校验,发放新工具标签16.以下对“ PM拧紧机”校验负责人及校验频率说法正确的选项是(B)A.由力矩小组校验,发放新工具标签,周期为一个月B.质保部发放合格证,周期为三个月C.力矩小组负责送到质保部进行查验并发放合格证,周期为半年D.力矩小组负责检测工具夹紧力,周期为三个月。
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50 – 40 – 10 规则
541rule
螺栓头下摩擦力 Screw head friction 50%
产生夹紧力
Clamp Force
10%
90% 的扭矩用于克 服摩擦力
螺纹副中
Friction in the threads
40%
扭矩
100%
半线性区Semi-elastic area.
ΔT Δα
角度Angle
塑变区Plastic zone.
寻帽Finding 快速旋进Run down
最终扭紧Final
螺栓标识The Bolt Marking System
Manufacturer First figure = 1/100 of min tensile stress (N/mm2) 100* 8 = 800 N/mm2
施加的扭矩The applied torque is measured
夹紧力是我们的目标Clamp force
is our target
1 1
直接测量夹紧力的方法the way to measure clamp force
12
为了拧紧螺栓, 必须施加力以便拧紧螺母/螺丝
The applied torque is must
3
生产过程中的几种装配方法assembly
• • • • 焊接 粘接 铆接 用螺丝和螺栓拧紧
4
哪种装配方法最普遍?Which one is most common
• • • • 焊接 粘接 铆接 用螺丝和螺栓拧紧
?
5
使用螺丝和螺栓拧紧!Advantages with screws and bolts!
15
夹紧力取决于扭矩和其他因素-摩擦力
Clamping force is dependent of torque and other factors – mainly friction
• Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk)) 螺距Pitch 螺纹副Thread 螺栓头Head • 定义Definitions
50 %
50%
螺纹里加润滑lubrication
19
30%
摩擦力减小会导致...friction decrease
20 %
30 % 50 %
...过拧!Over clamp force
20
改变摩擦力 – 生锈的螺栓friction change-rusty bolt
生锈的螺栓rusty bolt
• •
螺栓标记Bolt marking 螺栓分级Screw classifications
7
什么是连接
What is a joiarts
螺母Nut
连接受到不同的外力The joint is exposed to different external forces
8
这种情况必须避免This must be avoided!
9
The thread creates the clamp force that holds the joint together
• Turning the nut or screw stretches the screw • The stretching of the screw clamps the parts together • The clamp force in the joint is the target of all tightening
40%
17
改变摩擦力 – 加润滑friction change-lubrication
螺纹里的润滑lubrication
18
扭矩和夹紧力的关系torque and clamp force
夹紧力Clamp Force
螺栓头摩擦力Screw head friction
20 % 30 %
螺纹副摩擦力Friction in the threads
But why? • • • • • • 设计简单Simplicity of design 零部件标准化Standardized 装配简单,拆卸方便(可逆)Easy assembly and disassembly 效率高High productivity 成本低COST efficient 可控(螺栓张力可控)well controlled
屈服点Yield point = %抗拉强度of tensile strength
(弹性区域的终点 The ‘end point’ of elastic range)
失效Failure
角度Angular displacement
螺栓扭紧过程定义Tightening cycle
基本定义definition:
基本拧紧技术
Basic tightening technique
1
内容安排
时间 13:30-14:15 14:15-15:00 15:00-15:15 15:15-16:00 16:00-17:00
2
内容 基本拧紧技术 扭矩与夹紧力 休息 拧紧策略 动静态扭矩
人员 All All All All All
1 0
螺纹紧固件
Threaded fasteners - Torque
夹紧力是我们的目标,但是很难测量,而扭矩很容易测量
Clamp force is what we aim at but it is difficult to be measured. Torque is easy to measure and to apply
STANDARD
失效不影响设备功能
13
施加100%扭矩,夹紧力的结果Applied Torque (100%) and resulting Clamp Force…
‘正常情况Normal conditions’
扭矩Torque 夹紧力Clamp Force
螺栓头摩擦力Screw head friction
10%
100 % 50% 40%
30°
Hard Joint
拧紧到目标扭矩角度小于30°Tightening angle below
扭矩Torque (Nm)
目标Target
啮合点Snug level
<30
角度Angle (degrees)
软连接Soft joint
软连接
扭矩Torque (Nm)
目标Target
Soft Joint
过拧紧Overshoot and Mean shift
T 过拧紧Overshoot
Target Hard Soft
中间飘移Mean Shift
贴合面
Snug level
Angle (φ )
27
抗拉强度和屈服点Tensile strength and yield point
强度Stress
抗拉强度Tensile strength
• Dkm = (dw + dh)/2
– μk
16
改变摩擦力 –塑料垫圈friction change-plastic washer
夹紧力Clamp Force
螺栓头摩擦力Screw head friction
20 % 40 %
螺纹副摩擦力Friction in the threads
40 %
塑料垫圈plastic washer 40%
拧紧到目标扭矩角度小大于720°
Tightening angle above 720°
啮合点Snug level
角度Angle (degrees)
over 720
Real joints
硬连接
30°
Hard Joint
拧紧到目标扭矩角度小于30°Tightening angle below
很少连接是硬连接Very few joints are below 30°
!
6
基本拧紧技术Basic tightening technique
• • • •
• • •
什么是连接What is a joint? 部件Parts 不同的连接Different joint types 不同的负载Different loads
扭矩、摩擦力和加紧力Torque, friction and clamp force 连接类型Joint types 抗拉强度和屈服点Tensile stress and yield point
21
扭矩和夹紧力的关系torque and clamp force
夹紧力Clamp Force
螺栓头摩擦力Screw head friction
0%
螺纹副摩擦力Friction in the threads
50 %
50 %
50%
生锈的螺栓rusty bolt
22
50%
硬连接Hard joint
硬连接
31
螺栓分级
Screw quality classification With torque indications
32
推荐力矩值
Recommended torque levels
33
螺栓连接的分级joint classification
CATEGORY ASSEMBLY CRITICITY Example NEEDS 1- TO ASSURE A CORRECT TORQUE Sun roof, plastic protection 2 - TO ASSURE THAT ALL SCREWS ARE TIGHTENED AT CORRECT TORQUE 3 - TO ASSURE THAT THE JOINT IS CORRECT Gear box fixture, Engine fixture 4 - TO ASSURE THAT ALL SCREWS ARE TIGHTENED AND ALL JOINTS ARE CORRECT