螺栓拧紧方法

1、M（牛、米）为单位。8、810、912、9铸铁铝铸铁铝铸铁铝M104530;6030;7030;?M128055;10555;12555;M1412590;16590;19590;?M16180140;240140;290140;M18230180;320180;400180;?温馨提示：当准备拧紧螺栓时，需要在螺栓得螺纹上涂少许机油，以便我们拧紧得时候减少多螺栓得损害;注意：机油不能涂太多,如涂太多后会造成“液锁”现象。螺栓得拧紧方式及拧紧得质量评估在汽车制造业中,将各种汽车零部件装配成整车得过程，需要很多种不同类型得联接,比如焊接、螺栓联接与粘胶联接等。其中螺栓联接就是最重要得联接方法之一

2、.由于螺栓联接可以获得很高得联接强度，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、变速箱与底盘等重要位置得装配中.所以,螺栓得拧紧质量直接影响到产品得安全性与可靠性.螺栓联接质量控制原理螺栓联接得实质就是通过将螺栓得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。为了确保螺纹联接得刚性、密封性、防松能力与受拉螺栓得疲劳强度,联接螺栓对预紧力得精度要求就是相当高得。所以，轴向预紧力就是评价螺栓联接可靠性得重要指标。轴向预紧力得最低限就是由联接结构得用途决定得,该值必须保证被联接工件在工作过程中始终可靠贴合。轴向预紧力得最高值必须保证螺栓及

3、被联接工件在预紧与工作过程中不会发生脱扣、剪断与疲劳断裂等损坏.怎样控制与监控预紧力得数值,使之能够达到产品要求显然就是一个值得研究得课题。螺栓拧紧方法?螺栓拧紧方法主要有两类，分别就是弹性拧紧与塑性拧紧。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?扭矩拧紧法得原理就是扭矩大小与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得预紧力。在工艺过程、零件质量等因素稳定得前提下,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%得扭矩消耗在螺栓端面得摩擦上,有40消耗在螺纹得摩擦上，仅有10%得扭矩用来产

4、生预紧力。由于外界不稳定条件对扭矩拧紧法得影响很多，所以通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制得扭矩法将导致对轴向预紧力控制精度低.而且有极少数得螺栓联接,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.此时扭矩值就是合格得,但预紧力很小,甚至没有,所以在这种情况下，如果仅仅提出保证扭矩合格,那么保证装配拧紧质量就成了一句空话。?图1转角拧紧法得拧紧曲线272、转角拧紧法鉴于扭矩拧紧法存在得不足，美国在20世纪4。年代末开始研究螺栓伸长与轴向力得关系。螺栓拧紧时得旋转角度与螺栓伸长量与被拧紧件松动量得总与大致成比例关系，因而可采取按规定旋转角度来达到预定拧紧力得方

5、法.图1示意性地描述了转角拧紧法得曲线走向.首先将螺栓拧紧到起始力矩Ms,即将螺栓拉伸到接近屈服点，然后，再旋转一定得角度A0,将螺栓拉伸到塑性区域。旋转角度拧紧法得实质就是控制螺栓得伸长量，在弹性范围内轴向预紧力与伸长量成正比，控制伸长量就就是控制轴向力，螺栓开始塑性变形后，虽然两者已不再成正比关系，但螺栓受拉伸时得力学性能表明只要保持在一定范围以内，轴向预紧力就能稳定在屈服载荷附近。所以，图1中所示得两个摩擦系数不同彳#螺栓，虽然采用相同得拧紧法拧紧后得最终力矩M1与M2相差很大，但就是，由于螺栓强度、尺寸相同，所以预紧力相差不大。与扭矩拧紧法相比，不仅高精度地完成了对拧紧得控制，而且充分

6、提高了材料得利用率。屈服点拧紧法得理论目标就是将螺栓拧紧到刚过屈服极限点。图2示意性地描述了屈服点控制法得拧紧曲线。采用屈服点拧紧时，首先将螺栓拧紧到某一个规定得起始力矩Ms,从这点开始，设备监控拧紧曲线得斜率值得变化，如果斜率下降到超过了设定值，那么就认为把螺栓拉伸到了屈服点，工具停止运行。屈服点拧紧法最大得优点就是将摩擦系数不同得螺栓都拧紧到其屈服点，最大限度得发挥了螺纹件强度得潜力，但就是它对干扰因素比较敏感，同时对螺栓得性能及结构设计要求极高，控制难度较大。因此拧紧工具得价格十分昂贵.?螺栓拧紧质量得评价?对于螺栓拧紧质量得评价包括两种,一种就是采用数显或表盘式力矩扳手,测量装配后得螺

7、栓得力矩,来评价螺栓拧紧得质量，这种方法由于采用人工操作，所以一般采用抽检得方式;另一种就是通过拧紧设备中集成得力矩及转角传感器,对螺栓装配得参数进行监控，这种方法可以很方便地实现对螺栓得装配过程进行100%检验。1、手工检验由于手工检验得到得力矩值,就是在装配完成后测量得,力矩值较装配过程中有了一定程度得衰减，所以测量到得结果被称为静态力矩。首先采集至少100个实际扭矩测量值,然后用统计分析得方法求出标准偏差So根据不同用途得实际情况，以±2s或冷S作为控制范围得上、下极限。如果实际测量值不在控制限之内,则认为被测量得拧紧不合格。在汽车制造领域，大多数企业通常采用以下两种方式对装配

8、后得螺栓得拧紧质量进行检验及评价一就是装配后立即对其抽检，另一种就是在整车经过路试连续行驶、承受过负载后再对相关得螺栓联接质量进行检测及评价。德国大众汽车将这两种检测分别定义为MNA1与MNA2。但就是采用这种方法时必须注意以下几点：？(1)拧紧设备得机器能力指数CMk必须达到1、67或更高，过程能力指数CpkAl、33;(2)测量力矩时必须采用紧固法，即在旋紧螺栓得方向上旋转一个比较小得角度(通常不超过5)；(3)必须在该螺栓装配后30min内测量MNA1；(4)测量结果得控制限，只能靠统计分析得出,不能采用产品力矩设定得公差值。2、设备检验？设备测量到得力矩值，就是在装配过程中由传感器直接

9、读出得,还没有衰减,所以测量到得力矩值被称为动态力矩值。由于屈服点拧紧法目前应用不就是太广泛，而扭矩拧紧法一般采用不带监控功能拧紧工具,所以,我们主要以转角拧紧法为例来介绍装配过程中拧紧质量得控制。转角拧紧法得拧紧质量目前主要有以下几种评定方法：(1)参考标准法。某些大型得企业集团或标准化组织，通过实验,给出了一些转角拧紧法装配得最终力矩得评价标准。(2)最终力矩统计法。这种方法得前提就是，必须保证过程稳定，然后读取拧紧后得最终力矩值，再经过统计分析，剔除不合格得值，计算出其均值、方差，来确定最终力矩得控制限。目前,拧紧设备得技术水平有了很大发展，最终力矩可以很方便地从拧紧设备中读取得到，所以

10、这种方法在生产中被广泛应用。在过程稳定得前提下,最终力矩一般服从正态分布,为了使最终力矩得控制限设置得尽量合理，一般要考虑在统计学中经常提到得两类错误中寻找平衡，即首先我们希望我们设置得控制极限要尽可能地排除不合格得拧紧,但这样带来得后果就是,控制限被设置得很苛刻,范围很小,导致把一些本来合格得拧紧剔除了(弃真)，从而导致不合格品得大量增加,进而增加成本;另一方面，为了尽可能避免合格得拧紧被剔除，我们需要尽可能地增大控制限,这就会导致某一些本来不合格得拧紧，出现在了我们设置得控制限之内(存伪),给我们得产品带来了风险。如何在“弃真”与“存伪”之间找到平衡，不同得企业,结合自身得特点，对于避免这

11、两类错误得要求不同，但就是大部分得企业,一般选择取统计结果得±3s(s代表样本得标准差)作为最终力矩得控制限无论就是采用统计法还就是参考标准法,我们得控制对象都就是转角拧紧后得最终力矩,无论如何设置最终力矩得控制限,都不能完全保证所有最终力矩满足控制限要求得拧紧都就是合格得,即“存伪”发生概率只可能尽量减小，不可能消除.但就是，如果这种小概率事件发生在汽车重要得螺栓连接上,将给驾驶者得生命安全带来极大隐患。（3）分析拧紧曲线法.目前很多拧紧设备都可以显示拧紧过程中，力矩随时间或角度变化得曲线.?这种通过观察拧紧曲线来判定扭矩一转角法就是否合格得方法，虽然比较直观、可靠，但就是对于分析

12、者得经验与素质有很高得要求，而且分析过程需要得时间比较长.所以不适合应用到大批量生产中去。案例？我们将以上介绍得3种方法相结合，充分得利用目前先进得拧紧设备各种监控功能，对旋转角度拧紧法得质量进行控制，取得了比较好得效果。下面以汽车前桥得1个拧紧装配为例进行介绍，拧紧设备采用AtlasCopco拧紧机，设备编程软件为PowerMACS,螺栓M16,强度等级10、9,产品装配力矩为:70Nm+90°。为了适应批量生产对于装配速度得要求，我们通常把拧紧划分为几个阶段，首先采用比较快得拧紧速度使螺栓头部下端面迅速与被夹紧零件面贴合（这里选择20Nm）,然后再以稍低得速度使螺栓拧紧到起始力矩

13、（70Nm，最后，再低速旋转转角（90°）,完成整个拧紧过程。为了控制转角拧紧法得质量，就是不就是只要保证最终力矩在我们设置得控制限之内就可以了呢?通过对现生产问题得分析，我们发现生产中采用转角拧紧法时，螺栓得质量问题不就是只发生在转角拧紧阶段，有得还发生在起始力矩拧紧阶段。假力矩就就是一种发生在力矩拧紧阶段得严重得拧紧不合格现象。所谓假力矩就是指，虽然拧紧设备显示拧紧达到了要求得力矩，但就是螺栓头部下端面并没有与被夹紧件紧密贴合，或者虽然结合了，但就是没有产生足够得夹紧力，造成螺栓连接失效。分析失效问题，我们发现造成这种现象得主要原因就是螺母中存在焊渣、螺栓得轴线没有与螺母对正与螺

14、栓太长等，这种失效往往会引起拧紧设备旋转过得角度发生异常，所以，我们认为在力矩拧紧过程中添加角度监控就是很有必要得。？将这个拧紧过程中得数据搜集起来，然后我们采用Q-Das软件对数据进行统计分析。根据数据得统计结果，我们程序设置如下：？第一步，力矩控制（20Nm）角度监控；第二步，力矩控制（70Nm）角度监控；?第三步，转角控制（90）直方国T asi6 4 19iA二二-二 一Q 岛 4 2 0g十一己款我E hn）正击的布t图3最终力矩得分布图力矩监控（如图3所示）,计算结果为，402Nm516Nm,最小值411、9Nm,最大值499、4Nm,标准中得控制限得参考范围为310Nm510Nm,所以我们设置最终力矩控制限为405Nm505Nm。为了吸取分析拧紧曲线法得优点，利用Atlas拧紧软件丰富得监控功能，我们还监控了转角阶段得曲线形状，比如，监控拧紧曲线就是否在转角阶段、就是否有空转等，很好地控制了转角