浅析自攻螺钉在薄板件连接中螺距值P对连接性能的影响

1、科技专论浅析自攻螺钉在薄板件连接中螺距值P对连接性能的影响查盛松 张飞 彭程 查学明 格力电器（合肥）有限公司 合肥 230088【摘要】本文在实验基础上分析比较了自攻螺钉在薄板件连接中螺矩值P变化对连接性能的影响，讨论了自攻螺钉在薄板件连接中可以通过螺距值P的下调来提高螺牙“咬入”钢板长度，改善连接性能，降低螺钉连接过程中出现的螺钉滑牙等质量隐患，为薄板件螺钉连接性能改善提供探讨依据。【关键词】自攻螺钉；螺距；薄板件；扭矩；螺钉连接Self tapping screw is analysed in a connection plate pitch value P effect the per

2、formance of the connectionABSTRACT Based on experiment analysis and comparison the self-drilling screw in the sheet is connected screw torque values P change will effect the performance of the connection, self tapping screw is discussed in a connection plate can be cut to improve screw tooth pitch v

3、alues of P "nip" steel plate length, improve the connection performance, reduce the screw connection of screw slide tooth quality hidden trouble, such as for a screw plate connection performance improvement provides the basis of the discussion.KEY WORDS Self tapping screw；Pitch；A plate；The

4、 torque；Screw connection表1 普通自攻螺钉ST4.2螺纹规格图1 螺纹ST供扭矩检测及扭矩实验的仪器，提供数据分析，扭矩图形显示及拧紧图形分析等；测试方法，用在线式扭矩传感器模拟安装过程，通过图形分析扭矩的变化，检测自攻螺钉ST4.2在安装时最大的破坏扭矩，图3所示。引言自攻螺钉连接是使用扭力扳手等工具将螺钉拧入连接板底孔，通过旋入力矩攻出配合螺纹，实现螺纹密合、旋紧紧固；目前作为一种基本、简单的连接方式已广泛应用于国内外家电产品的生产过程中，特别是薄钢板的开发应用和推广，大量家电产品钣金件板材厚度选用较薄（1.0mm以下），自攻螺钉连接可靠性除使用工具、操作规范和螺钉

5、产品本身质量因素外，通过螺钉螺距值P下调，改善螺牙“咬入”薄钢板长度，提高螺钉连接过程中破坏产品装配力矩值，改善产品连接性能，对提高产品质量具有重要意义。1.自攻螺钉紧固力计算公式001P一般是通过控制扭矩M来实现，d螺纹紧固件的紧固力计算公式图2 扭矩测试仪图0.1POd1-螺纹外径mm式中-螺距mm 16Pd1+f-摩擦系数(0.6+RM-螺钉头部支承面平均半径mm/d001PO将会变大，d1根据公式可知，扭矩值M不变，螺距值P下调，紧固力为改善螺牙“咬入”薄钢板长度，进一步验证分析多大的扭矩得以使螺钉旋紧，而不致螺钉连接薄板件损坏。基于以上紧固力分析，安排螺钉螺矩值P更改前后样件状态进行

6、破坏扭矩测试分析，研究螺钉在薄板件连接中螺距P值调整对连接性能影响。2.实验样件、实验设备、实验方法、数据处理2.1实验样件测试零件为家用空调器电器盒薄板冲压件，材料规格为Q235A热镀锌钢板，材料厚度0.75mm，底板孔径为3.2mm（拉伸底孔，含料厚高2mm）。自攻螺钉ST4.2，螺纹规格如表1、图1所示，自攻螺钉样件以调整螺距值P前后两种状态，表2所示。2.2测试仪器，图2所示，该扭矩测试设备是专业对工业装配行业提表2 螺钉样件参数M0.001POd10.16Pd1+f(0.6+RM/d1)O1图3 安装测试方法2.3测试结果，测试数据和测试图形显示，表3所示：样品测试一数据和测试图形显

7、示，自攻螺钉在安装的过程中最小在2.29Nm时工件的螺纹孔被破坏，最大破坏扭矩3.6Nm，平均2.72Nm工件被破坏。测试后拆掉自攻螺钉观察发现工件的螺纹被拉掉，没有发现自攻螺钉的螺纹损坏的现象，判断自攻螺钉的破坏扭矩大于被测零件的破坏扭矩；样品测试二数据和测试图形显示，最大破坏扭矩4.8Nm，平均4.375Nm工件被破坏。测试后表3 测试样品数据，及测试图形显示295科技专论拆掉自攻螺钉观察发现工件的螺纹被拉掉，没有发现自攻螺钉的螺纹损坏的现象，判断自攻螺钉的破坏扭矩大于被测零件的破坏扭矩。3.结论根据以上试验数据、状态分析，得出结论：a）ST4.2螺钉破坏扭矩值要高于样品装配破坏扭矩；b）

8、螺距值P下调可以提高螺钉连接破坏扭矩，改善螺钉连接性能。本文所提出的螺距值P下调改善螺钉连接性能是根据工程计算为依据并结合生产实际生产经验、试验结果总结而得出。在生产中还需根据产品材料、螺钉使用和不同工况条件下具体研究分析改善螺钉连接性能，提高产品质量。参考文献1庄京忠,朱鹏.自攻螺钉连接可靠性研究J.价值工程,2010 18-0239-022杨琪.螺纹紧固件的拧紧试验J.轻型汽车技术,2003(9)总169(>>上接第294页）（1）入口导叶控制装置处于开启状态；（2）润滑油压小于1.5bar；（3）油冷却器温度小于10；（4）油箱油位小于设定最小值；（5）电机启动次数大于限定次

9、数；（6）油箱温度小于10。当出现下列情况之一时，辅助油泵将联锁启动：（1）润滑油压小于1.2bar；（2）油冷却器温度小于10；（3）油箱油温小于10；（4）交流断电。当出现下列情况，油站加热器联锁启动：油箱油温小于10。当出现下列情况之一时，油站加热器联锁关闭：（1）油箱油位小于设定最小值；（2）油箱油温大于20；（3）油箱油温大于80。当出现下列情况之一时，直流事故油泵联锁启动：（1）LCP柜断电；（2）交流电源断电；（3）辅助油泵异常。风机联锁启动顺序：风机在预备启动过程中，控制系统自动启动辅助油泵，同时根据需要启动油站加热器，当润滑油压大于1.5bar、油温大于20时及其它起动条件均

10、满足后，PLC控制系统向风机10kV启动柜发启动命令启动风机，风机起动后延时停辅助油泵（延时值根据厂家设备资料设定）。具体顺序如下：（1）启动辅助油泵；（2）关闭入口导叶；（3）冷却水系统打开；（4）启动主电机；（5）打开入口导叶；（6）风机正常启动T秒后停止辅助油泵；（7）调节冷却水流量使油冷器出口油温保持在4045。风机联锁停车顺序如下：当需要停止SO2风机时，操作员手动点击触摸屏SO2风机停车按钮，此时，控制器向SO2风机10kV开关柜跳闸回路发出停车信号，系统自动启动辅助油泵，风机停止后辅助油泵继续运行一段时间后停止。具体停车顺序如下：（1）停主电机；（2）打开辅助油泵；（3）关闭入口

11、导叶；（4）主电机停车后辅助油泵继续运行20min后停止；（5）关停冷却水。2.4控制及显示功能操作员通过HMI实现对风机、辅助油泵、直流事故油泵、油站加热器的控制、入口导叶开度调节；并能实时显示风机的运行画面、温度、压力趋势曲线；当风机发生故障时，自动弹出故障报警界面，以声光和文字报警方式，帮助操作人员及时发现故障和处理问题。同时系统还提供各监测量的历史趋势曲线的查询和报表打印。3、结束语本控制系统的设计旨在提高风机运行的整体安全性，实时监测SO2风机的运行状况，确保SO2风机平稳可靠运行。通过该系统与硫酸DCS主控系统实现无缝连接，有利于操作员全面掌握整个硫酸系统的运行状况，提高制酸系统生

12、产的稳定性。本系统自2009年2月份投产以来，运行稳定可靠，为该冶炼厂投产当年就达产达标提供了保障。(>>上接第293页）表4 强制式胀管与普通胀管换热器焓差测试对比数据由数据分析，因强制式胀管换热器换热面积增大，整机换热能力有所提高，额定制热、额定制冷、能效比等参数，优于普通胀管换热器。4.其它验证脉冲试验20万次、定频扫频、耐压等试验验证合格。三、结论通过对强制式胀管换热器的焓差、机械性能、螺纹金相等各项试验验证，强制式胀管满足使用要求。胀头尺寸变大，整机换热性能也会变化，变化曲线为倒V字型。参考文献1杨世铭,陶文铨等.传热学M.北京:高等教育出版社,2006:第10章.2曹玉

13、章,邱绪光等.试验传热学M.北京:国防工业出版社,1998:116-119.3王启川.热交换器设计M.台北:五南图书出版公司,2001:320-345.4张鹏,李大勇,唐鼎,彭樱红等.管翅式换热器胀接工艺的仿真研究DB/OL. 11/kcms/detail/detail.aspx2007-10-015吴志刚,丁国良,刘建.高屹峰等.铜翅片换热器开发应用的分析DB/OL. 11/kcms/detail/detail.aspx2007-10-01参考文献1彭晋中.大功率高压SO2风机控制系统改造J.湖南有色金属,2004,20(1):4345.2杨国才.SO2风机自动控制方案的改造J.有色冶炼,2001,2(1):3940,48.3宁国云,袁佑新,黄声华,等.大型电动机软启动装置性能分析与比较J.电气传动,2011,41(8):5257.4陈建国,孙玉鸿,曲安义,等.高压交流电动机液态软启动技术开发及其应用J.电气传动,2000,30(5):5658.5黄永红.大功率电机液态软启动的设计和技术实现J.冶金