螺纹紧固件的拧紧工艺
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缺点: 操作较复杂，成本高 对拧紧工具要求较高 螺栓的重复使用受到限制 没有可能对拧紧结果进行事后复检
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
3.2 扭矩 - 转角控制法
KAMAX公司研发部运用此法举例
装配标准 40 Nm + 240°
理论上完美的拧紧工艺, 适合重要关键零件的紧固
优点:
理论上能很准确控制预紧力 螺栓材料完全被利用 联接的抗疲劳性能好 理论上螺栓的重复使用不受限制
缺点:
操作较复杂，成本高 需要昂贵的评测器材 没有可能对实验结果进行事后复检
3.4 以上三种工艺的比较
拧紧工具
拧紧工艺
选用螺栓
强度等级 8.8 夹紧长度 20 mm
(凯勒尔曼 - 克莱恩公式, 1955年发表)
扭 矩
M
µmax
Msoll
µmin
Fvmin
∆Fv
Fvmax
扭矩 – 预紧力关系图 KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
预紧力Fv
3.1 扭矩控制法
常规法，广泛被应用,适合大多数非关键部位的螺纹联接 优点: 操作简单，成本低 拧紧工具相对便宜(如力矩扳手或冲击扳手) 扭矩容易被测量和控制 扭矩事后易复检
扭
转 角转 角
矩
240°
扭矩 - 预紧力曲线 预紧力 - 转角关系曲线
预紧力
扭矩 - 预紧力 - 转角关系图
3.3 屈服点控制法
螺栓拧紧过程中，监控螺栓的扭矩率。当螺栓变形处于弹性 变形阶段时，其扭矩率基本保持不变，当螺栓发生塑性变形 后，其扭矩率明显下降，当扭矩率下降到一定程度（螺栓屈 服）时，停止拧紧。
螺纹紧固件的拧紧工艺
KAMAX研发部 顾杰
内容提要
1. 什么是预紧 2. 螺纹联接的基本原理 3. 拧紧工艺 4. 总结
1. 什么是预紧
绝大多数的螺纹联接是用螺纹紧固件把两个或更多的被联接件夹紧在一 起,以便抵抗各种外载荷, 而被联接件不分离, 不滑移, 或者接合面不 洩漏。为此,在施加外载荷之前,需拧紧螺纹紧固件,以加紧被联接件。
转角测量开始
扭矩 - 转角关系图
停止点
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
转角ϑ
3.2 扭矩 - 转角控制法
汽车工业标准装配工艺之一,适合重要关键零部件的紧固 优点: 能较准确控制预紧力 螺栓材料完全被利用 联接的抗疲劳性能好
扭矩控制
扭矩控制
扭矩-转角控制 屈服点控制
最小预紧力 最大预紧力
15000 N 37500 N
15000 N 60000 N
15000 N 15000 N
15000 N 15000 N
图片引自Weber公司专业文章
3.5 其它的控制方法
- 螺栓伸长法
• 机械测定伸长法 • 超声波测定伸长法(详听罗超先生的报告)
缺点: 受摩擦因数偏差影响大,因此获得的预紧力离散度也大 螺栓材料利用率低
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
3.2 扭矩 - 转角控制法
扭矩M
最大许可扭矩 Mmax
Mmin
M1
贴紧扭矩
ϑmin
ϑmax
拧紧转角
转角ϑ
3. 拧紧工艺
目前，还没有实现通过直接控制预紧力来装配螺纹联接。 所以只能通过控制和预紧力相关的其它参数(如扭矩, 螺栓头或螺母转角, 螺栓伸长量)来达到间接控制预紧力的目的,相应地产生了以下几种拧紧工艺:
扭矩控制法 扭矩 - 转角控制法 屈服点控制法 其它的控制方法
3.1 扭矩控制法
扭矩 M
- 液压拉伸法 - 加热膨胀法 - 手动预紧法
4. 总结
预紧是螺纹联接的基本要求
保证螺纹联接的质量关键是对螺 纹紧固件预紧力的控制
三种常见的拧紧工艺的优缺点以 及选用
报告完毕
谢谢关注!
Dr.-Rudolf-Kellermann-Str.2 Homberg, Germany, Zip 35315
Phone: (49) 6633-491 Fax: (49) 6633-6491 E-mail: j.gu@kamax.de
Msoll
Mmax Mmin
最大许用转角
M1 贴紧扭矩
ϑmin
ϑmax
转角开始测量
扭矩 - 转角关系图
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
转角 ϑ
3.1 扭矩控制法
理论基础
M = FV * [Dkm/2*µK+0,58* d2*µG +0,16*P]
称拧紧螺纹紧固件为预紧,称该力为预紧力。
压紧力
预紧力
侧滑力
侧滑力
预紧力
图片引自Atlas Copco公司专业文章
2. 螺纹预紧的基本原理
螺栓拧紧曲线
扭矩M
屈服点
拧断点
屈服区
贴紧过程ห้องสมุดไป่ตู้
弹性变形区
塑性变形区
扭矩 - 转角关系图
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
扭矩 M
最大许可扭矩
ϑmin
ϑmax
停止点
Mmax
Mmin
M1
贴紧扭矩
X%
扭矩率 ∆M
∆ϑ
最大许可扭矩率
最大许可转角
转角测量开始/扭矩率开始计算
扭矩 - 转角关系图
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
转角 ϑ
3.3 屈服点控制法
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
3.2 扭矩 - 转角控制法
KAMAX公司研发部运用此法举例
装配标准 40 Nm + 240°
理论上完美的拧紧工艺, 适合重要关键零件的紧固
优点:
理论上能很准确控制预紧力 螺栓材料完全被利用 联接的抗疲劳性能好 理论上螺栓的重复使用不受限制
缺点:
操作较复杂，成本高 需要昂贵的评测器材 没有可能对实验结果进行事后复检
3.4 以上三种工艺的比较
拧紧工具
拧紧工艺
选用螺栓
强度等级 8.8 夹紧长度 20 mm
(凯勒尔曼 - 克莱恩公式, 1955年发表)
扭 矩
M
µmax
Msoll
µmin
Fvmin
∆Fv
Fvmax
扭矩 – 预紧力关系图 KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
预紧力Fv
3.1 扭矩控制法
常规法，广泛被应用,适合大多数非关键部位的螺纹联接 优点: 操作简单，成本低 拧紧工具相对便宜(如力矩扳手或冲击扳手) 扭矩容易被测量和控制 扭矩事后易复检
扭
转 角转 角
矩
240°
扭矩 - 预紧力曲线 预紧力 - 转角关系曲线
预紧力
扭矩 - 预紧力 - 转角关系图
3.3 屈服点控制法
螺栓拧紧过程中，监控螺栓的扭矩率。当螺栓变形处于弹性 变形阶段时，其扭矩率基本保持不变，当螺栓发生塑性变形 后，其扭矩率明显下降，当扭矩率下降到一定程度（螺栓屈 服）时，停止拧紧。
螺纹紧固件的拧紧工艺
KAMAX研发部 顾杰
内容提要
1. 什么是预紧 2. 螺纹联接的基本原理 3. 拧紧工艺 4. 总结
1. 什么是预紧
绝大多数的螺纹联接是用螺纹紧固件把两个或更多的被联接件夹紧在一 起,以便抵抗各种外载荷, 而被联接件不分离, 不滑移, 或者接合面不 洩漏。为此,在施加外载荷之前,需拧紧螺纹紧固件,以加紧被联接件。
转角测量开始
扭矩 - 转角关系图
停止点
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
转角ϑ
3.2 扭矩 - 转角控制法
汽车工业标准装配工艺之一,适合重要关键零部件的紧固 优点: 能较准确控制预紧力 螺栓材料完全被利用 联接的抗疲劳性能好
扭矩控制
扭矩控制
扭矩-转角控制 屈服点控制
最小预紧力 最大预紧力
15000 N 37500 N
15000 N 60000 N
15000 N 15000 N
15000 N 15000 N
图片引自Weber公司专业文章
3.5 其它的控制方法
- 螺栓伸长法
• 机械测定伸长法 • 超声波测定伸长法(详听罗超先生的报告)
缺点: 受摩擦因数偏差影响大,因此获得的预紧力离散度也大 螺栓材料利用率低
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
3.2 扭矩 - 转角控制法
扭矩M
最大许可扭矩 Mmax
Mmin
M1
贴紧扭矩
ϑmin
ϑmax
拧紧转角
转角ϑ
3. 拧紧工艺
目前，还没有实现通过直接控制预紧力来装配螺纹联接。 所以只能通过控制和预紧力相关的其它参数(如扭矩, 螺栓头或螺母转角, 螺栓伸长量)来达到间接控制预紧力的目的,相应地产生了以下几种拧紧工艺:
扭矩控制法 扭矩 - 转角控制法 屈服点控制法 其它的控制方法
3.1 扭矩控制法
扭矩 M
- 液压拉伸法 - 加热膨胀法 - 手动预紧法
4. 总结
预紧是螺纹联接的基本要求
保证螺纹联接的质量关键是对螺 纹紧固件预紧力的控制
三种常见的拧紧工艺的优缺点以 及选用
报告完毕
谢谢关注!
Dr.-Rudolf-Kellermann-Str.2 Homberg, Germany, Zip 35315
Phone: (49) 6633-491 Fax: (49) 6633-6491 E-mail: j.gu@kamax.de
Msoll
Mmax Mmin
最大许用转角
M1 贴紧扭矩
ϑmin
ϑmax
转角开始测量
扭矩 - 转角关系图
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
转角 ϑ
3.1 扭矩控制法
理论基础
M = FV * [Dkm/2*µK+0,58* d2*µG +0,16*P]
称拧紧螺纹紧固件为预紧,称该力为预紧力。
压紧力
预紧力
侧滑力
侧滑力
预紧力
图片引自Atlas Copco公司专业文章
2. 螺纹预紧的基本原理
螺栓拧紧曲线
扭矩M
屈服点
拧断点
屈服区
贴紧过程ห้องสมุดไป่ตู้
弹性变形区
塑性变形区
扭矩 - 转角关系图
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
扭矩 M
最大许可扭矩
ϑmin
ϑmax
停止点
Mmax
Mmin
M1
贴紧扭矩
X%
扭矩率 ∆M
∆ϑ
最大许可扭矩率
最大许可转角
转角测量开始/扭矩率开始计算
扭矩 - 转角关系图
KAMAX Aluminum Bolt Presentation for FEV, September, 18th 2007
转角 ϑ
3.3 屈服点控制法