影响紧固件扭力衰减的因素及应对方法

1、浅谈紧固件扭力衰减/5/151/331、为何使用螺栓？2、拧紧基本术语与原理3、动态扭矩及静态扭矩4、扭力衰减2/331、为何使用螺栓？/5/15Page 3装配简单 拆卸方便效率高成本低3/332.1拧紧及其原理2、拧紧基本术语与原理拧紧原理/5/15Page 4 螺栓插入被连接件，利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形，这种弹性变形产生了轴向拉力，将被夹零件挤压在了一起，称为预紧力。 理论上，只要产生了足够夹紧力，完全可以确保被夹零件在震动、高低温等恶劣环境下安全工作，而无须使用涂胶等辅助方法。预紧力螺栓拉伸扭矩4/332、拧紧基本术语与原理/5/15Page 52.2怎样拧紧螺栓-扭矩为了拧

2、紧螺栓, 必须施加力方便拧紧螺母/螺丝扭矩(T) = 力 (F)力臂 (L) 5/332、拧紧基本术语与原理/5/15Page 62.3螺栓连接件中力张力张力夹紧力剪切力剪切力抗张力抗张力旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长螺杆伸长产生夹紧力把连接件夹紧我们需要是连接件中夹紧力6/332、拧紧基本术语与原理/5/15Page 75-4-1标准15-07-16扭矩100%夹紧力10%螺栓头下摩擦力50%螺纹副中摩擦力40%90% 扭矩用于克服摩擦力 90% 扭矩被摩擦力消耗 只有10%扭矩转化为夹紧力7/332、拧紧基本术语与原理/5/15Page 85-4-1标准15-07-16 90% 扭矩被摩擦力

3、消耗 只有10%扭矩转化为夹紧力扭 矩夹紧力头下摩擦力内部应力螺纹摩擦力8/33夹紧力与摩擦力关系与影响2、拧紧基本术语与原理/5/15Page 915-07-1610%螺栓头下摩擦力45%5%螺栓头下摩擦力50%螺纹副中摩擦力40%螺栓头下摩擦力50%螺纹副中摩擦力40%夹紧力15%在螺栓头下加润滑油螺纹副中有杂质螺纹副中摩擦力45%摩擦力润滑后螺栓坏螺纹普通紧固轴力通常情况9/33螺纹连接状态分类2、拧紧基本术语与原理/5/15Page 1015-07-16定义起源：ISO5393“螺纹紧固件用旋转式气动装配工具性能试验方法”（国家标准对应版本为GB/T26547-)A. 硬连接：抵达贴合

4、点后，旋转30以内抵达目标扭矩B. 软连接：抵达贴合点后，旋转720（2 圈）以上抵达目标扭矩C. 中性连接：抵达贴合点后，旋转内30-720（2 圈内）抵达目标扭矩扭矩过扭程度受连接件硬度以及工具转速影响。10/33影响夹紧力原因2、拧紧基本术语与原理/5/15Page 1115-07-16错误拧紧系统不可靠装配技术沉降力温度摩擦 拧紧精度，夹紧力过低或过高 表面粗糙与润滑状态 螺丝质量差 材料不适当 工具不准确或不相配 螺丝质量差 错误工件 设计缺点 材料配对不适当 拧紧方法错误 膨胀系数不一样 螺栓接合尺寸错误被装配件材料硬度 材料弹性松弛会使夹紧力衰减11/333.1动态、静态扭矩定义

5、3、动态扭矩及静态扭矩/5/15Page 1215动态扭矩:生产过程中静态扭矩：工序完成后检测动态扭矩是指紧固件在被紧固过程中测量得到峰值，普通是由动力工具施加得到动态扭矩，动态扭矩是在拧紧过程中测量。动态扭矩产生对于螺栓轴向预紧力满足工程上对预紧力要求一个紧固件被紧固好之后，将其在拧紧方向上继续旋转瞬间所需要扭矩。静态扭矩是在紧固之后测量。检测扭矩：静态扭矩标按时用来监控生产过程稳定性，所以又称为检测扭矩。主要控制伎俩，用拧紧机+拧紧策略控制一个检测监控伎俩，用数显扳手+测量方法控制若：静态扭矩动态扭矩，则可认为扭矩存在衰减12/334.1扭矩衰减定义4、扭力衰减/5/15Page 1315

6、扭矩衰减:拧紧工作完成后发生在紧固件上扭矩降低现象即为扭矩衰减,衰减后扭矩低于目标值但较为稳定,普通在拧紧操作完成后30ms内会完成60%以上扭矩衰减。对于任何连接，伴随时间推移，都会有一定程度扭矩衰减，普通发生在以下两种情况中：1、粗糙表面配合时造成衰减；2、软连接中扭矩衰减。验证过程普通静置5分钟左右13/334.2扭力衰减测量流程4、扭力衰减/5/15Page 1415静态扭矩的测量返松法标记法扭矩衰减测量(即夹紧力衰减）要求衰减测量时间及衰减测量状态超声波夹紧力测量拧紧法瞬时松动法垫片传感器确定特定状态下夹紧力衰减后的值衰减后夹紧力不满足要求降低衰减直至满足要求固化设计、工艺参数衰减后

7、夹紧力满足要求确立检验标准静态扭矩会伴随时间推移而衰减（即夹紧力衰减），被紧固件为非金属时尤为显著，而影响静态扭矩原因较多，与夹紧力之间线性关系不显著，所以不能经过静态扭矩值来计算出衰减后夹紧力，只能经过专业试验设备来确定衰减后夹紧力，从而找到紧固特定产品状态下夹紧力与静态扭矩对应关系，而后静态扭矩能够用来监控生产过程稳定性。建立动态扭矩、静态扭矩及夹紧力关系，可作为相同连接状态检验标准分析设计、工艺参数，找到并控制影响夹紧力衰减原因14/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 1515方法1 咔哒扳手法（只能作为产品复检伎俩）方法2 返松法方法3 标识法方法4 拧紧法（T）

8、方法5 move on 法（用小角度（2-4度）反推所需扭矩）方法6 瞬时松动法（break away）（atlas专利）15/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 1615方法1 咔哒扳手法（只能作为产品复检伎俩）咔哒扳手:只能检测扭矩过低（通常设为扭矩下限90%）无法准确检测静态扭矩因其操作简单，当前生产过程中利用比较多方法16/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 1715方法3 标识法17/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 1815方法4 拧紧法（T）18/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 1915

9、方法5 move on 法19/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 2015方法6 瞬时松动法20/334.3静态扭力测量方法4、扭力衰减/5/15Page 2115方法6 瞬时松动法（Break away)操作步骤21/334.4扭力衰减影响原因4、扭力衰减/5/15Page 2215扭矩衰减影响原因很多，如扭矩衰减已造成连接失效，不满足产品要求时，应从设计和工艺角度进行分析、改进。22/334、扭力衰减/5/15Page 23影响原因举例说明：1、被装配件表面粗糙度：材料变形-局部嵌入4.4扭力衰减影响原因应对策略：尽可能防止部件表面粗糙度过大23/334、扭力衰减/

10、5/15Page 24影响原因举例说明：2、弹性连接材料：尤其是塑料或密封件4.4扭力衰减影响原因应对策略：降低最终拧紧速度分步拧紧如分步骤设置目标扭矩60%-80%-100%使用拧紧(如至目标扭矩80%)+反松+最终拧紧方法24/334、扭力衰减/5/15Page 25影响原因举例说明：3、过快装配速度、不合理装配动作4.4扭力衰减影响原因应对策略：降低最终拧紧速度分步拧紧如分步骤设置目标扭矩60%-80%-100%使用拧紧(如至目标扭矩80%)+反松+最终拧紧方法选取适当工具多轴同时拧紧拧紧次序25/334、扭力衰减/5/15Page 26影响原因举例说明：3、过快装配速度、不合理装配动作

11、4.4扭力衰减影响原因选取适当工具26/334、扭力衰减/5/15Page 27影响原因举例说明：3、过快装配速度、不合理装配动作4.4扭力衰减影响原因拧多轴同时拧紧27/334、扭力衰减/5/15Page 28影响原因举例说明：3、过快装配速度、不合理装配动作4.4扭力衰减影响原因拧紧次序 螺纹联接时紧固力和紧固次序相当主要，如紧固力与紧固次序配合不妥，表面看起来螺纹其实都以紧固完成，实质上螺纹在经过震动、冲击和交变运动后，很快就会松动。所以在成组螺钉、螺母紧固时，一定按正确紧固次序逐次（普通两三次）拧紧螺母。普通第一次紧固力为25%，第二次紧固力为50%，第三次紧固力为100%。下列图为各

12、种联接件紧固次序： 长条形零件：从中间开始向两边紧固，预防零件变形642315796147832510124716285328/334、扭力衰减/5/15Page 29影响原因举例说明：3、过快装配速度、不合理装配动作4.4扭力衰减影响原因拧紧次序 对称零件：从对角开始紧固，如方形、圆形件29/334、扭力衰减/5/15Page 30影响原因举例说明：3、过快装配速度、不合理装配动作4.4扭力衰减影响原因拧紧次序 多孔零件紧固：从中向四面对称发散进行30/334、扭力衰减/5/15Page 31影响原因举例说明：4、其它：如装配过程中温度（复杂）4.4扭力衰减影响原因应对策略：防止不合理摩擦防

13、止热膨胀系数不一样/相差过大31/334、扭力衰减/5/15Page 32影响扭矩衰减原因很多，针对不一样扭矩衰减形式改进办法也不尽相同，综合以上内容，从工艺和设计角度去考虑扭矩衰减常见改进办法归纳以下，当然，改进办法不局限于以下内容。4.5扭矩衰减改进办法设计角度：1.表面粗糙度：表面粗糙度越小，材料表面越光滑，在拧紧后扭矩衰减越小。2.材料硬度：提升材料硬度，材料表面相互之间嵌入越困难，扭矩衰减也越小。3.弹性材料：塑料或橡胶等，尽可能少采取，如必须采取，应制订周全拧紧策略，以确保衰减后夹紧力满足产品要求。4.螺栓选择：细牙螺栓相比粗牙螺栓螺距更小，螺纹升角也小，在使用中不轻易松动，所以采取细牙螺栓扭矩衰减会较粗牙低32/334、扭力衰减/5/15Page 33影响扭矩衰减原因很多，针对不一样扭矩衰减形式改进办法也不尽相同，以下仅从工艺和设计角度去考虑扭矩衰减常见改进办法，当然，改进办法不局限于以下内容。：4.5扭矩