基本拧紧技术

动态扭矩
(Nm)
静态扭矩 (Nm)
原因:静态摩擦力
20
硬连接
装配 (动态) 102.6 102.6 101.4 101.2 102.4 100.9 102.1 102.4 101.0 101.8 101.84 0.67 2.01
手测 (静态) 112 110 111 110 113 109 110 111 113 112 111.1 1.4 4.1
20 % 40 %
螺纹副中的摩擦力
40 %
塑料垫圈
40%
40%
改变摩擦力 – 加润滑
螺纹里的润滑
扭矩和夹紧力的关系
夹紧力 螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力
20 % 30 %
螺纹副中的摩擦力
50 %
50%
螺纹里加润滑
30%
摩擦力减小会导致...
20 %
50 % 30 %
...过拧！
改变摩擦力 – 生锈的螺栓
扭矩施加 (100%)，其夹紧力得到…
‘通常情况’
扭矩 螺丝/螺栓头部下表面的摩擦力 夹紧力
10% 100 %
50% 40%
螺纹副力的摩擦力
50 – 40 – 10 规则
螺栓头下摩擦力 50%
产生夹紧力 10%
90% 的扭矩用于克服摩擦 力 螺纹副中 40%
Baidu Nhomakorabea
扭矩
100%
改变摩擦力 –塑料垫圈
夹紧力 螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力
.
公制螺纹
Recommended torque levels 螺栓的推荐扭矩
第二部分 连接类型
你需要学习并能解释如下概念：
– 软连接，硬连接
– 过拧和均值偏差
– 弹性衰减 – 应用举例
Tightening cycle 螺栓扭紧过程定义
Torque 扭矩 yield point 屈服点 Elastic area 线性区 constant slope 斜率 Plastic zone 塑变区
Run down 快速旋进
Final 最终扭紧
拧紧角度: φ
贴合面
贴合面的扭矩通常是最终扭矩的10%
拧紧角度 : φ
扭矩 = OK
贴合面后到最终拧紧 都有一个角度
贴合面 30° Maximum
硬连接 (根据 to ISO 5393)
硬连接
硬连接
拧紧角< 30°
扭矩 (Nm)
目标扭矩
贴合面
角度 (degrees)
软连接
拧紧角度大于 720° 很少连接件大于 720°
大多数连接件拧紧角度都是在 30和720°之间 为何我们需要这样的定义？
“过扭”
10 Nm 工具扭矩设定为9 Nm. 在软硬连接上有不同扭矩 结果 8 Nm
软、硬连接
扭矩
过扭
目标 硬连接 软连接
均值偏差
贴合点
角度
过扭和均值偏差
如何降低均值偏差?
生锈的螺栓
扭矩和夹紧力的关系
夹紧力
螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力
0%
螺纹副中的摩擦力
50 %
50 %
50%
生锈的螺栓
50%
4. 抗拉强度和屈服点
Tensile Strength / Yield 抗拉强度/屈服点
Stress （受力） N/mm² Tensile strength
抗拉强度
Failure （失效） 75 % Tensile stress （抗拉强度） 100X 8=800 N/mm2
均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma
弹性释放，扭矩衰减
牛米
工具断开 衰减
时间
• 60-70%的衰减发生在30毫秒以内
使用测力扳手时可能会出现的问题
只能检查扭矩是否太低
同时测量了静态扭矩
操作者不使用它们(生产效率低)
必须定期校准 测力扳手有一个很大的误差
COMMITTED TO
SUSTAINABLE PRODUCTIVITY.
基本拧紧技术
张行 2014-12
COMMITTED TO SUSTAINABLE PRODUCTIVITY
We stand by our responsibilities towards our customers, towards the environment and the people around us. We make performance stand the test of time. This is what we call – Sustainable Productivity.
Yield （屈服点）
Elastic part （弹性变形区）
Yield stress (屈服应力） 800X0,8=640 N/mm2
Elongation % （拉伸度）
11.B
螺栓标识系统
生产商 第一个数 = 1/100 的最小抗拉强度 (N/mm2) 100×8 = 800 N/mm2 第二个数 =屈服强度与最小抗拉强度之间的 关系 0.8 = 80% 两数相乘得出屈服应力 800* 0.8 = 640 N/mm2
第一部分 拧紧基本概念 第二部分 连接类型 第三部分 扭矩测量
第一部分 拧紧基本概念
内容
– 螺纹紧固件 – 什么是连接件？ – 扭矩，摩擦力和夹紧力的关系 – 关于扭紧的几个基本概念 – 抗拉强度和屈服点
1. 螺纹紧固件
哪种装配方法最普遍？
焊接 粘接 铆接 用螺丝和螺栓拧紧
使用螺丝和螺栓拧紧！
But why?
设计简单 零部件标准化
装配简单，拆卸方便（可逆）
效率高 成本低 可控（螺栓张力可控）
!
2. 什么是连接件？
什么是连接件？
螺丝/螺栓
连接部件 螺母
连接件受到不同外部力的影响
应用场所举例
车轮螺栓 法兰
发动机
输配电线杆 手表
夹紧力，拉伸力和剪切力
拉伸力
夹紧力
剪切力
剪切力
拉伸力
3. 扭矩，摩擦力和夹紧力
紧固件中的螺纹产生了夹紧力，使得部件结合在一起
旋转螺丝/螺栓将拉伸螺丝/螺栓 拉伸螺丝/螺栓使部件加紧 连接件力的夹紧力是拧紧中所求的力
螺纹紧固件 – 扭矩
夹紧力是我们想得到的，但是它非常难测量. 扭矩 容易测量和运用
我们能够测量的是扭矩T
工具选择 (脉冲式工具/直趋扳手) 降低工具速度 “Two-step” 替代“one-step” 拧紧
减少第一步设定的扭矩
其它建议?
第三部分 扭矩测量
包含以下内容:
– 静态扭矩
– 动态扭矩
– 测量分析
扭矩测量
静态
动态
如何在一个连接件上测量扭矩
动态扭矩:在拧紧螺栓的同时用在线式扭矩传感器测量 静态扭矩:安装后用扭矩扳手测量
52
模拟扭矩扳手
53
数字扭矩扳手
外部测量扳手
动态测量
静态峰值 vs 动态峰值
扭矩 (Nm) 扭力扳手、 （静态扭矩） 120 92 94 91 92 94 92 92 X=92,43 =1,13 103 106 103 100 100 103 100 X=102,14 =2,27 时间 110 100 80 60 40 工具输出 （动态扭矩）
均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma
软连接
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
夹紧力是我们想要得到的
为了拧紧螺栓, 必须施加力以便拧紧螺母/螺丝
施加的扭矩并不象夹紧力那么简单
力 (F), 力臂 (L) = 扭矩(M) 螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大
但是,
• 90% 的扭矩被摩擦力消耗 • 只有10%的扭矩转化为夹紧力
夹紧力, 10% 螺纹副中的摩擦了, 40% 螺栓头下表面的摩擦 力, 50%
<30
硬连接举例
夹紧力
陡峭的斜面
角度
小角度变化
贴合面 720° Minimum
软连接 (根据 ISO 5393)
软连接
软连接
拧紧角度> 720°
扭矩 (Nm)
目标
贴合面
角度 (degrees)
> 720
软连接举例
夹紧力
缓和的斜面
大角度变化
Angle
实际连接件
硬连接
拧紧角度小于 30° 很少连接件小于 30°
基本定义：
Fastener finding (Search socket) 寻帽 Run down 快速旋进 Final 最终扭紧 Elastic area.线性区 Semi-elastic area.半线性区 Plastic zone.塑变区
ΔT Δα
Angle 角度
Finding 寻帽