Bosch拧紧技术基础-螺栓紧固-扭矩转角法

Yourspeaker:MichaelRustRexrothtighteningandPress-fitSystems-Tighteningbasics-BOSCH拧紧技术基础ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.Demandsofaboltedjoint螺栓连接的要求Canbeloosenedwithoutdestruction螺栓松开后工件不会有变形Highconstantclampload,高一致性不变化的夹紧力(高质量车真正需要的是合适的不变的夹紧力,不是扭矩值不变,扭矩值是表象,夹紧力无法实际测量,只能通过扭矩值来实现可测量,但受不同形式和材质的螺栓的摩擦力的影响,实际的夹紧力只能通过不同的加工工艺和设备来实现,如转角法,高品质设备)Reliableachievementofdemandedclampload苛刻要求的夹紧力可以可靠的实现,(合适的拧紧工具形式及工作范围,及精度的选择的重要性)Doesnotbecomelooseasaresultofoperationalforce在工件投入操作使用后,螺栓不会松脱Demandsofaboltedjoint螺栓连接的要求ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ÆTorque扭矩Clampload夹紧力产品真正要的是夹紧力,不是扭矩)Underheadfriction头下摩擦Setting内部应力释放(黄色位置)Threadfriction螺纹摩擦Importanttighteningfactors拧紧因素ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ÆThreadfriction螺纹摩擦approx.30%...40%Underheadfrictionapprox.40%...50%螺栓头摩擦Clampload夹紧力ƒUnderheadandthreadfrictioninfluenceessentiallytheclampload,i.e.upto90%frictionlossesmayappearusingtorquecontrolledtighteningmethods螺纹摩擦和螺栓头摩擦影响至关重要的夹紧力,如使用扭矩法大约90%的摩擦力会损失掉TighteningTorque扭矩100%Approx.10%Influenceoffriction摩擦的影响(扭矩法举例)ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ClampLoad夹紧力ƒBasicvaluetoRateofatighteningconnectionisClampLoad(Clampforce).ƒ评价拧紧连接的基本值是:夹紧力ƒFk(Clampforce)FA(actionforce).ƒ夹紧力反力,ƒFromdesign,youneedtoconsiderƒ1,min./max.numberofboltsƒ2,theirmax.threadsvalueresultfromthedesigncondition,i.e.thespaceforbolts.ƒ设计产品时,要考虑:用几个螺栓,昀大可用螺纹直径(考虑空间)ƒAmax.permissibleforceofFmaxcanbecalculatedtakingintoconsiderationthestresscrosssectionofboltsandnumberofbolts.ƒ昀大可允许的力在考虑了螺栓的横面强度/应力和螺栓数量后,可计算得到ƒTheclampforcecannotbemeasureddirectlyduringtighteningprocess.ƒBut,Itrelaysdirectlyonthetorque.夹紧力不能直接测量,只能通过扭矩和转角来间接获得ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ClampLoad夹紧力ƒAConnectionshouldbedesigned.螺栓连接该被设计为:ƒFMmin.(minimalattainablepretensionedforce/maximumFriction.)guaranteesthefunctionofconnection.昀小夹紧力(并在昀大摩擦下)保证改螺栓连接不脱开ƒFMmax.(maximalattainablepretensionedforce/minimumFriction.)don’tdestroythetighteningconnectionorbolts昀大夹紧力(并在昀小摩擦下）不会破坏该螺栓连接和螺栓ƒVDI2230,tighteningfactor=Fmax/Fmin.拧紧因数ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.Variationofassembly-clamploadfortorquecontrolledtightening扭矩法的夹紧力变化fMaximumtorqueofthetighteningspindleandminimumfrictionÎFMmax点2,昀小的摩擦和昀大的扭矩=FMmax(昀大夹紧力)工件不会被夹变形的昀大力fMinimumtorqueofthetighteningspindleandmaximumfrictionÎFMmin点1,昀大摩擦和昀小的扭矩=FMmin(昀小夹紧力)已连接工件不会松开的昀小力fSafeprocess(安全的工艺质量)for:μforμGandμK=0,14大摩擦T[Nm]10080TAmaxTAmin40200010203040506070FM[kN]ΔTAΔFM(μ)FMmaxΔFMFMminμforμGandμK=0,10小摩擦21TighteningbasicsElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ÆInfluenceoftighteningmethodandtighteningequipmentonaboltedjoint拧紧方法和拧紧设备的选择方法1，不同拧紧方法及拧紧设备对螺栓连接的影响,昀大夹紧力和昀小夹紧力的比值(拧紧系数)决定工具和加工方法的选择,用何种工具和加工方法是由产品本身特性决定的不可改变的.2,为了达到同样的夹紧力,通过选择高档工具和高级的加工方法.可以实现使用直径更小的螺栓.减轻车重量和螺栓的种类.3,随着铝件和铝螺栓被使用的越来越多角度法和屈服点法将来会越来越多地被使用.高档工具的需求会越来越多4.功能强大的可编程电动伺服拧紧扳手和先进的拧紧方法针对某些拧紧应用场合是必须的，并不是气动工具的简单升级替代及只为增快生产节拍,ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.Factorsinfluencingclampload影响夹紧力的因素Factorsinfluencingclampload影响夹紧力的因素Friction摩擦–Roughsurface粗糙表面–Poorqualityscrews质量差的螺栓–Unsuitablematerial不合适的材质UnreliableAssemblyTechnique不可靠的拧紧技术–Inaccurateorunsuitabletools精度差或不合适的的工具–Poorqualityscrews质量差的螺栓–Inaccurateworkpieces精度差的工件内部应力释放Setting–Designflaws产品设计缺陷–Unsuitablematerialpairing不合适的材料匹配–Incorrecttighteningmethods不正确的拧紧加工方法Temperature温度--Differentcoefficientexpansion不同的膨胀系数–Incorrectlydimensionedboltedjoint尺寸不正确的工件连接Incorrecttighteningsystem不正确的拧紧工具形式选型--Clamploadtoolowortoohigh会导致夹紧力太低或太高ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ÆFMClampload夹紧力fSMElongationforceofthescrews螺栓的伸长力fPMPressforceonthematerial(compressingofthematerial)材料上受到的压力(材料的压缩)Loadextensiondiagram(VDI2230)夹紧力延伸图FMfSMLengthing变长fPMShortening变短ElectricDrivesandControls©AlleRechtebeiBoschRexrothAG,auchfürdenFallvonSchutzrechtsanmeldungen.JedeVerfügungsbefugnis,wieKopier-undWeitergaberecht,beiuns.ÆFMClampload夹紧力fSMElongiationforceofthescrew螺栓的拉长力fPMPressforceofthematerial(compressingofthematerial)材料的压缩力fSAActingoperatingforce施加的操作力fPAReductionofpressforce压缩力的减少FAAxia