基本螺栓扭紧策略

螺栓拧紧的根本技术几个根本概念Ajoint衔接3在工业领域大量采用优于其它的衔接方法3Torquedefinition扭矩的定义44扭矩的物理定义臂长力1m1kgTorque扭矩=臂长x力1mx1kg=1kgm=9.8Nm答案：简单来说就是拧紧过程作用力与作用间隔的乘积。5Minimumtorque最小扭矩最小扭矩需求部件之间的夹紧力必需大于其外部负载。还需留有平安余量，思索:振动摩擦力的变化资料的尺寸扭紧的精度66Maximumtorque最大扭矩角度扭矩施加过大的扭矩势必加大螺栓的塑性变形平安余量应思索:扭紧方法的精度螺栓的质量最大的螺栓允许扭矩7最大扭矩点7ISO5393螺栓衔接的硬度硬衔接α<30°中性衔接30<α<720°软衔接α>720°扭矩100%螺栓开场受力<30°>720°α,角度硬软05%到达目的扭矩88螺栓的夹紧力和张力张力张力夹紧力夹紧力9CLAMPINGFORCE夹紧力Clampingforce夹紧力TENSION张力TORSION扭力TENSION张力=CLAMPINGFORCE夹紧力Objective目的CreateaCLAMPINGFORCE创建一个夹紧力Torsion扭力Tension张力Clampingforce夹紧力10张力与夹紧力：大小相等，方向相反！10控制安装扭矩消费中真正需求的是控制夹紧力－螺栓的张力目前还没有可行的手段控制影响夹紧力的其他参数

只能运用：11TENSION产生张力10%TORSION扭力100％THREADFRICTION螺纹摩擦力40%EffortsRepartition影响要素CLAMPINGFORCE夹紧力HEADFRICTION螺帽摩擦力50%只需10％的扭矩被用来产生了张力！TORQUE=TENSION+FRICTION100％＝10%＋90%12扭矩张力摩擦力12运用于拧紧过程中的扭矩分配40%10%50%13螺纹摩擦系数虽然摩擦力不符合需求，但它可以防止螺栓因震动引起的松动14螺栓张力、摩擦力和扭力上紧力:F(10%)摩擦力:µ(90%)摩擦力取决于:外表条件〔如光洁度〕部件的几何外形光滑油接合处弹性系数:KT〔螺栓张力〕=KµF摩擦力50%40%例如，假设接合处的摩擦力系数从0.18(枯燥〕变到0.14(细微涂油〕。对于同样的安装扭矩，夹紧力会提高28%。15结论：假设其它工艺条件没有得到控制，那么仅仅控制扭矩是无用的。认识到这点很重要！这也就导致人们坚持不懈的去研讨扭紧的战略……16螺栓拧紧战略根本原理引见拧紧过程分析－角度与扭矩的关系套筒与紧固件结合(寻帽).快速拧紧.弹性区域.半弹性区域.塑性区域.门限扭矩快速拧紧扭矩角度弹性区域线性区域搜索屈服点最终拧紧DCDa塑性区域半弹性区域18螺栓拧紧战略－扭矩控制扭矩控制扭矩控制+角度监测角度控制+扭矩监测屈服点战略电流+角度摩擦力扭矩延续扭矩19扭矩控制–拧紧过程分析起始扭矩快速拧紧扭矩时间寻帽最终拧紧目的最大扭矩最小扭矩最终扭矩20扭矩控制–螺栓张力的精度扭矩Nm张力KN10202030405060406080100120最终扭矩±2%中度浸油充分浸油枯燥/无油张力分布

±50%21扭矩控制战略的效果方法简单，普通拧紧工具均可。虽然扭矩的反复性和准确度可以控制的很好，但这种方法却不能检测出紧固件的任何问题〔不能防错/纠错〕张力动摇可以超越±50%.检查不出衔接的缺陷(螺栓长短，螺栓尺寸错误…)22扭矩控制不能做到防错/纠错23运用－扭矩控制战略:一切不涉及平安方面的拧紧：车体组件仪表盘汽车零部件黑白家电(如洗衣机…)其他24扭矩控制扭矩控制+角度监测角度控制+扭矩监测屈服点战略电流+角度摩擦力扭矩延续扭矩螺栓拧紧战略－扭矩控制＋角度监测25扭矩控制+角度监测扭矩角度门限时间最终扭矩最大.目的最小.最终角度角度最大.最小.平安角度26合格的拧紧扭矩角度门限扭矩变化率分散导致公差很大目的扭矩最大.最小.角度最小设定角度平安角度1233种不同的扭矩变化率最大设定角度27不合格的拧紧扭矩角度门限正确的扭矩范围目的扭矩最大.最小.角度最大角度最小角度平安角度不合格不合格孔洞不能完全填满螺栓尺寸太大目的扭矩中止转动低质量螺栓(延伸)螺栓尺寸小螺纹磨损平安角度中止转动28扭矩控制＋角度监测－－张力的精度扭矩Nm张力KN10202030405060406080100120适中涂油，角度值居中完全涂油，较高角度值粗糙/没有涂油角度值较低张力分布

±50%最终扭矩±2%29扭矩控制＋角度监测战略的效果:反复精度和准确度与扭矩控制一样，但可以容易地检查出紧固件摩擦系数的变化〔螺栓尺寸大，螺栓质量差等〕张力动摇范围是±50%.30角度检测可以识别螺栓在扭紧过程中错误扭矩控制和角度监测战略效果:31平安亲密相关的安装无需特殊张力精度要求或未来不太能够再拧紧的装配:车轮安装前后轮榖总成车身副车架连杆发动机装配变速箱装配运用：扭矩＋角度控制战略:32扭矩控制扭矩控制+角度监测角度控制+扭矩监测屈服点战略电流+角度摩擦力扭矩延续扭矩螺栓拧紧战略－角度控制＋扭矩监测33角度＋扭矩的扭紧过程分析门限时间扭矩扭矩开展最终扭矩最终角度峰值扭矩角度最大.最小.角度开展最大.最小.目的角度拧紧+拧紧轴转动拧紧轴转矩34合格的扭紧曲线3种不同的扭矩变化率扭矩角度门限最终扭矩窗口目的角度最小监测扭矩角度最大设定角度最小设定角度最大监测扭矩12335不合格曲线扭矩角度门限平安扭矩最终扭矩窗口目的角度角度最小设定角度最大监测扭矩不合格不合格螺栓滑丝螺栓尺寸过大目的窗口最大设定角度最小监测扭矩36角度＋扭矩=螺栓张力的精度角度张力KN10202030405060406080100120中度涂油，角度值适中完全涂油，角度值偏高粗糙/不涂油张力分布

±15to25%最终角度±3%37角度控制＋扭矩监测战略的效果:和前述拧紧战略比较：有较好的张力的反复精度和准确度也能检测出拧紧过程中的异常景象根据不同的摩擦系数和装配弹性，张力的精度在±15～25%之间38运用－角度拧紧＋扭矩监测:平安亲密相关的部件或发动机内的高可靠性部件:连杆和发动机主轴承飞轮发动机汽缸盖刹车盘卡钳转向器部件39扭矩控制扭矩控制+角度监测角度控制+扭矩监测屈服点控制战略电流+角度摩擦力扭矩延续扭矩螺栓拧紧战略－屈服点控制40Maximumtorque最大扭矩41角度扭矩最大扭矩点41原理－监测扭矩变化率扭矩角度最终角度角度门限开场扭矩变化率计算：P0=1到32度的采样率最终扭矩屈服点在这一点上，扭矩变化率明显变小，并趋近于零计算每一度0

CPDDCa42屈服点战略的效果:螺栓张力直接取决于机械特性。因此反复性和准确度都要优于角度和扭矩控制的拧紧战略，它同样也能探测出拧紧缺陷。它可以在最大平安限制内发扬螺栓的最好性能，从而得到最好的装配效果。43平安严密相关的部件或发动机内高可靠性要求的部件:制动器发动机汽缸盖液压泵运用－屈服点控制战略44总结扭矩控制易于实现，便于控制张力分布较大〔50%〕，不能鉴别螺栓的异常形状。扭矩控制+角度监测张力分布依然较大〔50%〕，但可以鉴别螺栓的异常形状。角度控制+扭矩监测螺栓扭紧与摩擦力无关。螺栓张力分布较小〔15％～25%〕，也可以鉴别螺栓的异常形状。屈服点控制战略螺栓张力直接取决于机械特性。因此反复性和准确度都要优于角度和扭矩控制的拧紧战略，它同样也能探测出拧紧缺陷。45常用扭紧工具特性引见Impacttools冲击扳手精度:±30~±50%硬衔接中性衔接软衔接流行度<3030-360>360主要优势.较宽的扭矩范围(10to5000Nm)较低的反作用力高功率分量比经过冲击器输出旋转加冲击，具有较高的功率分量比反作用力功率分量比振动环境清洁度噪音4747Impulsetools液压脉冲气扳机精度:±10~±15%<3030-360>360主要优势.较宽的扭矩范围(3.2to450Nm)无反作用力高的功率分量比扭矩可调由高压油脉冲冲击扳轴产生旋转加冲击的效果48反作用力功率分量比振动环境清洁度噪音硬衔接中性衔接软衔接流行度48Shut-offnutrunners离合器工具精度:±7to±10%<3030-360>360主要优势.多用途的工具易于维护精度高经过机械离合器调理输出扭矩49硬衔接中性衔接软衔接流行度反作用力功率分量比振动环境清洁度噪音49Currentcontrol电流型电动扭紧系统<3030-360>360精度:±5%to±7%主要优势.多扭紧战略输出结果环保利用电流来控制扭矩的工具50反作用力功率分量比振动环境清洁度噪音硬衔接中性衔接软衔接流行度50Torquecontrol传感器型电动扭紧系统<3030-360>360精度:±3%to±5%主要优势.保证扭矩质量真实的扭矩显示多扭紧战略环保利用内置传感器来控制扭矩的工具51反作用力功率分量比振动环境清洁度噪音硬衔接中性衔接软衔接流行度51工具选择BasisontighteningtechnicsTooltechnologiesHowtoselecttherighttool任何选择扭紧工具5252Classificationofassemblysystem螺栓衔接的分级CATEGORY分级ASSEMBLYCRITICITY危害性Example示例NEEDS需求STANDARD标准级THEFAILUREDOESNTAFFECTTHEMACHINEFUNCTIONINGSunroof,plasticprotection1-TOASSUREACORRECTTORQUE2-TOASSURETHATALLSCREWSARETIGHTENEDATCORRECTTORQUECRITICAL重要级THEFAILURECANONLYAFFECTMACHINEFUNCTIONINGGearboxfixture,Enginefixture3-TOASSURETHATTHEJOINTISCORRECT4-TOASSURETHATALLSCREWSARETIGHTENEDANDALLJOINTSARECORRECTSAFETYCRITICAL安全重要级THEFAILURECANAFFECTUSERSAFETYWheel,Brakes5-TOASSURETHATALLSCREWSARETIGHTENEDANDALLJOINTSARECORRECT-TOTRACEERRORSANDSTOREALLRESULTS6-100%GUARANTY5353Desouttertoolspositionning工具的定位STANDARD普通级CRITICAL重要级SAFETYCRITICAL平安重要级TORQUEOKTORQUE+BATCHOKJOINT+BATCHOKJOINT+BATCHOK+STORE100%GUARANTYJOINTOKCLUTCH-HAMMERCURRENT-TORQUESTORERESULTSTORQUE5454MoreThanProductivity55拧紧战略扭矩控制扭矩控制+角度监测角度控制+扭矩监测屈服点战略电流+角度摩擦力扭矩延续扭矩56特点:施加扭矩和为获得该扭矩而流经电机的电流有直接的关系经过标定，耗费电流可以取代扭矩传感器无需扭矩传感器扭矩精度比带扭矩传感器的工具稍低57电流和角度战略的运用无特别扭矩精度要求的装配:机加工零件时拧紧和拧松工件夹具接油盘雨刷鼓轮套管组装车轮组装58扭矩电流关系举例59拧紧战略扭矩控制扭矩控制+角度监测角度控制+扭矩监测屈服点战略电流+角度摩擦力扭矩延续扭矩60曲线 扭矩/时间扭矩时间平安扭距最小扭矩最大扭矩开场数据采集时间或角度阻止数据采集停顿数据采集开场转动的扭矩平均值计算在设定的角度范