基本拧紧技术 Rev

1、基本拧紧技术基本拧紧技术基本拧紧技术基本拧紧技术介绍装配过程中的基本问题，为正确和使用选择工具提供指导介绍装配过程中的基本问题，为正确和使用选择工具提供指导To use equipment that matches specific needs of the customer is the key to success 对客户来讲，成功的关键是所使用的工具设备能够匹配其特定需要对客户来讲，成功的关键是所使用的工具设备能够匹配其特定需要 生产过程中的几种装配方法 焊接 粘接 铆接 用螺丝和螺栓拧紧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！ 设计简单 零部件标准

2、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）!But why?质量等级质量等级安全等级安全等级客户定义等级客户定义等级装配工作按精度等级分为三类装配工作按精度等级分为三类螺栓连接的受力螺栓连接的受力剪切剪切拉伸拉伸夹紧力，拉伸力和剪切力剪切力剪切力剪切力剪切力拉伸力拉伸力拉伸力拉伸力夹紧力夹紧力为了拧紧螺栓为了拧紧螺栓, 必须施加力以便拧紧螺母必须施加力以便拧紧螺母/螺丝螺丝测量拧紧效果测量拧紧效果我们能够测量的是扭矩我们能够测量的是扭矩T我们想要得到的是夹紧力我们想要得到的是夹紧力FTFFFFJoint Diagrams螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系拉伸弹簧压紧

3、弹簧螺栓连接通过螺丝产生夹紧力把连接件夹紧通过螺丝产生夹紧力把连接件夹紧 旋转螺母或螺丝使螺丝受力旋转螺母或螺丝使螺丝受力伸长伸长 螺丝伸长产生的夹紧力把连螺丝伸长产生的夹紧力把连接件夹紧接件夹紧 我们需要的是连接件中的夹我们需要的是连接件中的夹紧力紧力力 (F), 力臂 (L) = 扭矩(M)螺丝旋转的越多，得到的扭矩越大但是但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗的扭矩被摩擦力消耗只有只有10%的扭矩转化为夹紧力的扭矩转化为夹紧力夹紧力夹紧力, 10%螺纹副中的摩螺纹副中的摩擦了擦了, 40%螺栓头下表面的螺栓头下表面的摩擦力摩擦力, 50%施加的扭矩并不象夹紧力那么简单施加的扭矩并不象夹紧力那

4、么简单50-40-10 规则规则90% 90% 的扭矩用于克的扭矩用于克服摩擦力服摩擦力夹紧力与摩擦力的关系夹紧力与摩擦力的关系40 %20 %40 %40%40%塑料垫圈塑料垫圈螺纹副中的摩擦力螺纹副中的摩擦力夹紧力夹紧力 螺栓头螺栓头/螺丝头下面螺丝头下面的摩擦力的摩擦力改变摩擦力 塑料垫圈螺纹里的润滑螺纹里的润滑改变摩擦力 加润滑50 %20 %30 %50%30%螺纹里加润滑螺纹里加润滑夹紧力夹紧力 扭矩和夹紧力的关系螺栓头螺栓头/螺丝头下面螺丝头下面的摩擦力的摩擦力螺纹副中的摩擦力螺纹副中的摩擦力扭矩和夹紧力的关系Torque扭矩扭矩NmTension 张力张力 KN10202030

5、405060406080100120medium-oiled, 轻度浸油 well-oiled, 充分浸油 rough/not oiled 原始状态Tension dispersal张力的散布误差张力的散布误差 50% Final torque目标扭矩目标扭矩 2% 由此得出一个重要的结论：由此得出一个重要的结论： 如果其它的因素不能控制，如果其它的因素不能控制，仅仅控制扭矩是远远不够的！仅仅控制扭矩是远远不够的！摩擦力减小会导致.50 %20 %30 %.过拧！过拧！改变摩擦力 生锈的螺栓生锈的螺栓生锈的螺栓50 %0 %50 %50%50%生锈的螺栓生锈的螺栓夹紧力夹紧力 扭矩和夹紧力的关

6、系螺栓头螺栓头/螺丝头下面螺丝头下面的摩擦力的摩擦力螺纹副中的摩擦力螺纹副中的摩擦力其它改变摩擦力的形式 Locktite胶水 自锁螺母 螺纹上带涂料 坏螺纹. .螺纹上带涂料一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩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夹紧力一定要高于外部载荷安全余量载荷的影响因素安全余量载荷的影响因素: 振动振动 摩擦力的变化摩擦力的变化 连接件尺寸变化连接件尺寸变化 拧紧精度拧紧精度施加的扭矩不要超过使用极限施加的扭矩不要超过使用极限Angle of rotation旋转的角度Torque扭矩 施加的扭矩过大会施加的扭矩过大会使螺栓过度伸长使螺栓过度伸长

7、 安全余量取决于安全余量取决于: 拧紧精度拧紧精度 材料等级材料等级螺栓标识系统螺栓标识系统生产商标识生产商标识第一个数第一个数 = 1/100 的最小抗拉的最小抗拉强度强度 (N/mm2)1008 = 800 N/mm2 第二个数第二个数 =屈服强度与最小抗拉屈服强度与最小抗拉强度之间的关系强度之间的关系 0.8 = 80%两数相乘得出屈服应力两数相乘得出屈服应力 800* 0.8 = 640 N/mm2 公制螺纹公制螺纹.弹性松弛会影响夹紧力弹性松弛会影响夹紧力材料弹性松弛会使夹紧力衰减材料弹性松弛会使夹紧力衰减!TimeJoint characteristics can also def

8、ine the tool type required (ISO 5393)连接的特性也决定着所需工具的类型连接的特性也决定着所需工具的类型旋转角度旋转角度目标扭矩目标扭矩A. 硬连接：到达贴合点后，旋转硬连接：到达贴合点后，旋转30以内达到目标扭矩的连接。以内达到目标扭矩的连接。B. 软连接：软连接：到达贴合点后，旋转到达贴合点后，旋转2 圈（圈（720）以上达到目标扭矩的连）以上达到目标扭矩的连接。接。扭矩的过扭程度受连接件硬度以及扭矩的过扭程度受连接件硬度以及工具转速影响。工具转速影响。软连接、硬连接软连接、硬连接30720软、硬连接软、硬连接目标目标均值偏差均值偏差扭矩扭矩角度角度过扭过

9、扭贴合点贴合点硬连接硬连接软连接软连接如何在一个连接件上测量扭矩如何在一个连接件上测量扭矩动态扭矩动态扭矩:在拧紧螺栓的同时用在线式扭矩传感器测量。在拧紧螺栓的同时用在线式扭矩传感器测量。 静态扭矩静态扭矩:安装后用扭矩扳手测量。安装后用扭矩扳手测量。静态扭矩静态扭矩动力工具动力工具输出扭矩输出扭矩 92949192949292X=92,43s=1,13扭力扳手扭力扳手静态扭矩静态扭矩 103 106 103 100 100 103 100X=102,14s=2,27T (Nm)时间时间20406080100110120(A)工具输出工具输出 (动态扭矩动态扭矩)(B) 扭力扳手扭力扳手 (静

10、态扭矩静态扭矩)原因:静态摩擦力装配手测(动态)(静态) 102.6 112 102.6 110 101.4 111 101.2 110 102.4 113 100.9 109 102.1 110 102.4 111 101.0 113 101.8 112 101.84 111.1 0.67 1.4 2.01 4.1 均值均值 标准偏差标准偏差 (Sigma) 3 Sigma硬连接硬连接均值均值 标准偏差标准偏差 (Sigma) 3 Sigma装配手测(动态)(静态) 100.2 88 100.5 84 100.7 92 100.3 86 100.4 90 100.8 88 100.5 86

11、100.2 85 100.2 84 100.4 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 软连接软连接衰减衰减时间时间牛米牛米使用测力扳手时可能会出现的问题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只能检查扭矩是否太低同时受静态摩擦力影响同时受静态摩擦力影响操作者不喜欢使用操作者不喜欢使用(生产效率低、人机工程问题生产效率低、人机工程问题)必须定期校准必须定期校准测力扳手的误差大（人为因素）测力扳手的误差大（人为因素）扭矩扭矩 OK, OK, 角度过低角度过低扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = 过低过低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK扭矩扭矩 OK, OK, 角度过高角度过高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 过高过高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 过低过低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK扭矩扭矩角度角度扭矩和角度扭矩和角度 OKOK扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK结论：结论：Clamp forceFriction in threadsFriction under nut or head螺栓装配质量对产品的最终质量有着直接影响螺栓装配质量对产品的最终质量有着直接影响为了得到质量合格的拧紧连接为了得到质量合格的拧紧连接 拧紧扭矩必须精确拧紧扭矩必须精确 连接件质量必须得到监控连接件质量必须得到监控 Torque