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1、10/6/2021 1基本擰緊技術(shù)基本擰緊技術(shù)10/6/2021 2 from maintenance in chemical process plants to light assembly such as manufacture of lap top computers, or heavy industry such as the manufacture of construction vehicles螺栓連接廣泛應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品的裝配中螺栓連接廣泛應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品的裝配中擰緊技術(shù)擰緊技術(shù)10/6/2021 為什么使用螺栓連接為什么使用螺栓連接 裝配簡單裝配簡單 拆卸方便拆卸方便 效率高效率高
2、 成本低成本低10/6/2021 4質(zhì)量等級質(zhì)量等級安全等級安全等級客戶定義等級客戶定義等級裝配工作按精度等級分為三類裝配工作按精度等級分為三類10/6/2021 5螺栓連接的受力螺栓連接的受力剪切剪切拉伸拉伸10/6/2021 6為了擰緊螺栓為了擰緊螺栓, 必須施加力以便擰緊螺母必須施加力以便擰緊螺母/螺絲螺絲10/6/2021 7測量擰緊效果測量擰緊效果我們能夠測量的是扭矩我們能夠測量的是扭矩T我們想要得到的是夾緊力我們想要得到的是夾緊力FTFFFF10/6/2021 8扭矩夾緊力扭矩夾緊力旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長螺桿伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊螺桿伸長產(chǎn)生
3、的夾緊力把連接件夾緊我們需要的是連接件中的夾緊力我們需要的是連接件中的夾緊力10/6/2021 9Joint Diagrams螺拴與連接件的關(guān)系螺拴與連接件的關(guān)系10/6/2021 10Joint Diagrams力伸長量壓縮量螺栓拉伸連接件壓縮壓力拉力螺拴和連接的變形螺拴和連接的變形10/6/2021 11Joint Diagrams螺栓連接的變形關(guān)系螺栓連接的變形關(guān)系 力 變形預(yù)緊力螺栓伸長1 連接件 壓縮2 10/6/2021 12Joint Diagrams軸向工作載荷的影響軸向工作載荷的影響 力12 變形螺栓受力增加部分夾緊力減少部分1 工作載荷10/6/2021 13通過螺紋產(chǎn)生夾
4、緊力把連接件夾緊通過螺紋產(chǎn)生夾緊力把連接件夾緊旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺絲受力伸長旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺絲受力伸長螺絲伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾螺絲伸長產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊緊我們需要的是連接件中的夾緊力我們需要的是連接件中的夾緊力10/6/2021 14力力 (F), 力臂力臂 (L) = 扭矩扭矩(M)螺栓旋轉(zhuǎn)的越多，得到的扭矩越大螺栓旋轉(zhuǎn)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%的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力夾緊力夾緊力, 10%螺紋副中的摩擦螺紋副中的摩擦了了, 40%螺栓頭下表面的螺栓頭下表面的摩擦力摩擦力, 50%施加的扭矩并不象夾緊力
5、那么簡單施加的扭矩并不象夾緊力那么簡單10/6/2021 15The 50-40-10 The 50-40-10 規(guī)則規(guī)則90% 90% 的扭矩用于克的扭矩用于克服摩擦力服摩擦力10/6/2021 16夾緊力與摩擦力的關(guān)系夾緊力與摩擦力的關(guān)系10/6/2021 17一定要確保施加的扭矩達(dá)到最小需要扭矩一定要確保施加的扭矩達(dá)到最小需要扭矩夾緊力一定要高于外部載荷夾緊力一定要高于外部載荷安全余量載荷的影響因素安全余量載荷的影響因素: 振動振動 摩擦力的變化摩擦力的變化 連接件尺寸變化連接件尺寸變化 擰緊精度擰緊精度10/6/2021 18施加的扭矩不要超過使用極限施加的扭矩不要超過使用極限Angl
6、e of rotationTorque 施加的扭矩過大會使螺施加的扭矩過大會使螺栓過度伸長栓過度伸長 安全余量取決于安全余量取決于: 擰緊精度擰緊精度 材料等級材料等級10/6/2021 19螺栓標(biāo)識系統(tǒng)螺栓標(biāo)識系統(tǒng)生產(chǎn)商生產(chǎn)商第一個數(shù)第一個數(shù) = 1/100 的最小抗拉的最小抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度 (N/mm2)1008 = 800 N/mm2 第二個數(shù)第二個數(shù) =屈服強(qiáng)度與最小抗拉屈服強(qiáng)度與最小抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系強(qiáng)度之間的關(guān)系 0.8 = 80%兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力 800* 0.8 = 640 N/mm2 公制螺紋公制螺紋.10/6/2021 彈性松弛會影響夾緊力彈性松弛會影響
7、夾緊力材料彈性松弛會使夾緊力衰減材料彈性松弛會使夾緊力衰減!Time10/6/2021 2110/6/2021 22衰減衰減時間時間牛米牛米10/6/2021 23Joint characteristics can also define the tool type required (ISO 5393)旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)角度目標(biāo)扭矩目標(biāo)扭矩A. 硬連接：到達(dá)貼合點后，旋轉(zhuǎn)硬連接：到達(dá)貼合點后，旋轉(zhuǎn)30以內(nèi)達(dá)到目標(biāo)扭矩以內(nèi)達(dá)到目標(biāo)扭矩B. 軟連接：軟連接：到達(dá)貼合點后，旋轉(zhuǎn)到達(dá)貼合點后，旋轉(zhuǎn)2 圈以上達(dá)到目標(biāo)扭矩圈以上達(dá)到目標(biāo)扭矩扭矩的過扭程度受連接件硬度以及扭矩的過扭程度受連接件硬度以及工具轉(zhuǎn)速影
8、響。工具轉(zhuǎn)速影響。軟連接、硬連接軟連接、硬連接10/6/2021 軟、硬連接軟、硬連接目標(biāo)目標(biāo)均值偏差均值偏差扭矩扭矩角度角度過扭過扭貼合點貼合點硬連接硬連接軟連接軟連接10/6/2021 25如何在一個連接件上測量扭矩如何在一個連接件上測量扭矩動態(tài)扭矩動態(tài)扭矩:在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量 靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩:安裝后用扭矩扳手測量安裝后用扭矩扳手測量10/6/2021 26靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩動力工具動力工具輸出扭矩輸出扭矩 92949192949292X=92,43s=1,13扭力扳手扭力扳手靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩 103 106 103 100 100
9、 103 100X=102,14s=2,27T (Nm)時間時間20406080100110120(A)工具輸出工具輸出 (動態(tài)扭矩動態(tài)扭矩)(B) 扭力扳手扭力扳手 (靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩)原因:靜態(tài)摩擦力10/6/2021 27裝配手測(動態(tài))(靜態(tài)) 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 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 (Sigma) 3 Sigma硬連接硬連接10/6/20
10、21 28均值均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 (Sigma) 3 Sigma裝配手測(動態(tài))(靜態(tài)) 100.2 88 100.5 84 100.7 92 100.3 86 100.4 90 100.8 88 100.5 86 100.2 85 100.2 84 100.4 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 軟連接軟連接10/6/2021 29使用測力扳手時可能會出現(xiàn)的問題使用測力扳手時可能會出現(xiàn)的問題只能檢查扭矩是否太低只能檢查扭矩是否太低同時受靜態(tài)摩擦力影響同時受靜態(tài)摩擦力影響操作者不喜歡使用操作者不喜歡使用(生產(chǎn)效率低、人機(jī)工程問題生產(chǎn)效率低、人機(jī)工程問題)必須定
11、期校準(zhǔn)必須定期校準(zhǔn)測力扳手的誤差大測力扳手的誤差大10/6/2021 30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 = OK10/6/2021 31扭矩扭矩 OK, OK, 角度過低角度過低扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過低過低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK10/6/2021 32扭矩扭矩 OK, OK, 角度過高角度過高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過高過高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過低過低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK扭矩扭矩角度角度10/6/2021 33結(jié)論：結(jié)論：Clamp forceFriction in threadsFriction under nut or head螺栓裝配質(zhì)量對產(chǎn)品的最終質(zhì)量有著直接影響螺栓裝配質(zhì)量對產(chǎn)品的最終質(zhì)量有著直接影響為了得到質(zhì)量合格的擰緊連接為了得到質(zhì)量合格的擰緊連接 擰緊扭矩必須精確擰緊扭矩必須精確 連接件質(zhì)量必須得到監(jiān)控連接件質(zhì)量必須得到監(jiān)控
螺栓基本擰緊技術(shù)
