拧紧基础中文

拧紧基础知识霍伟光英格索兰2015年工具形式及选择优点：动力与重量比高快速无反作用力不需要技术保养紧凑价格便宜缺点：较少的控制有嘈音有震动冲击扳手冲击扳手结构优点•输出扭矩大•快速•无反作用力•低噪音•在断气时达到扭矩•体积小缺点•需要专业人员维修•适合中等连接使用液压脉冲扳手液压脉冲工具的原理是采用标准叶片式马达驱动液压机构扭矩的传递是通过压缩液压机构腔中液压油而产生压差这个压差可以产生扭矩脉冲，并传递到螺栓当连接件由硬连接到软连接液压脉冲工具的扭矩输出会变化液压脉冲工具最适合的连接为中性连接或硬连接对于所有工具输出扭矩可以调整液压脉冲扳手液压脉冲扳手冲击扳手•精度：无要求的场合•金属与金属接触•振动高•噪音高•维修成本高较贵的锤片，凸轮和输出轴液压脉冲扳手•精度：+/-20%•非金属与金属接触•振动低•噪音低•维修成本低液压油，O形圈以及油封冲击扳手与液压脉冲扳手　震动比较-液压脉冲扳手与冲击扳手0123456UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130噪音水平比较-液压脉冲扳手与冲击扳手020406080100120UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130振动和噪音水平比较缺点：无扭矩输出拧紧速度双手操作(弯角扳手)优点：很好地重复性不很贵不会过扭矩离合器型气动工具当工件达到预设扭矩时，离合器弹簧压缩触发机构切断马达的供气，该离合器可以提供非常好的重复性。离合器自动断气型扳手优点准确低噪音洁净带反馈控制人机工程设计运行成本低可以与PLC或网络连接缺点高投资有反作用力双手操作（弯角扳手）电动拧紧机IC1MIC1D拧紧机控制器操作者的人机工程设计（反作用杆，工具重量，机械臂位置，使用频率）使用频率螺栓和驱动形式螺栓的接近性连接件的重要性数据采集扭矩大小投资额使用动力可维护性拧紧方法拧紧工具选择可靠的螺栓连接取决于下面的因素：螺栓的质量和形式连接材料的一致性使用的装配工具装配方法和策略操作者影响摩擦系数的分散连接件的可维修性在设计产品的初始阶段就应选择工具和装配方式，这样是非常有效的拧紧工具选择综述扭矩测量术语动态扭矩-使用动力工具拧紧螺栓所达到的扭矩峰值-装配统计过程控制中的最好的和最准确的测量值静态扭矩-在螺栓处于静止状态下的扭矩值-仅在监视最小扭矩时使用扭矩测量术语残留扭矩-拧紧完成以后，在对螺栓沿同一方向拧紧所测量出的扭矩-由于所采用的测量工具不同，测量误差会比较大扭矩测量术语扭矩测量技术扭矩测量“标记法Back-to-the-Mark”准确度:高方便性/速度:低将要返松的螺栓作出标记，再拧紧到原来的位置真实检测动态拧紧扭矩适合带有螺纹的场合费时扭矩测量“返松法Off-torque”准确度:低方便性/速度:中测量返松的扭矩峰值所测量的返松扭矩与拧紧扭矩的偏差较大带响声手动扭矩扳手准确度:低方便性/速度:高在拧紧过程中，当工具达到预设扭矩时发出响声不是真正的检测方法—只是扭矩再复合的方法只能保证所要检查的螺栓已经拧紧扭矩测量扭矩测量扭矩手动扳手准确度:低方便性/速度:中用工具测量直到操作者感觉到螺栓转动在工具上指示的是峰值扭矩操作者的经验和连接件的条件对结果有影响扭矩测量扭矩/角度扳手带外部记录仪器准确度:较高方便性/速度:低可以测量动态扭矩设备笨重使用不方便扭矩测量扭矩/角度力矩扳手带有动态扭矩监测算法准确度:高方便性/速度:高真正测量动态扭矩，将螺栓旋转很小的角度2-4°动态扭矩静态扭矩峰值角度,q动态测量时的残留扭矩扭矩,T门槛扭矩转动角度2°-4°工件连接基础知识硬连接-30°或更少-较高扭矩斜率软连接-720°或更大-较低扭矩斜率工件连接基础知识硬连接从门槛扭矩到最终扭矩所转的角度为30°或更小(如：最终扭矩的10%到100%的角度为27°)软连接从门槛扭矩到最终扭矩所转的角度为720°(如：最终扭矩的10%到100%的角度为650°)根据ISO5393的标准来定义连接斜率对于同样的要求扭矩，连接斜率对于最终夹紧力的影响很大ClampLoad(torque)Angle(Time)ClampLoadAngle连接形式扭矩TLTHTC门槛扭矩27°As30°A1TLTHTC门槛扭矩720°A0As连接形式角度连接形式主导扭矩在达到最终扭矩前的一种较大扭矩有可能是硬连接或软连接举例-自攻螺纹-螺纹切割-自锁螺栓-损坏螺纹-主导扭矩门槛扭矩THTCTL拧紧基础知识扭矩和转角长度（米，英尺）力（牛顿，磅）扭矩=力x长度角度90°135°拧紧基础拧紧螺栓的过程实际上是能量的传递过程在扭矩-角度曲线下的面积与拧紧螺栓所需要的能量成比例T=K·d·FT=扭矩d=直径F=力K=摩擦系数角度,q扭矩,T面积能量螺纹摩擦力夹紧力螺帽摩擦力扭矩螺帽摩擦力-55%罗纹摩擦力-35%夹紧力-10%扭矩消耗到哪里去了?拧紧曲线扭矩上限扭矩下限合格窗口角度下限角度上限门槛扭矩主导扭矩dTdTorqueGradientJointRateq扭矩(夹紧力)角度,q目标扭矩螺栓屈服点塑性变形区弹性变形区自由拧紧自由拧紧：在螺栓头/螺母与接触面没有接触之前。塑性变形/屈服点塑性变形/屈服点：螺栓永久变形或螺纹、连接和垫片达到屈服点。弹性夹紧弹性夹紧:扭矩/角度斜率均匀，工具将能量传递给装配件。门槛扭矩门槛扭矩:螺栓和与连接面对正后拧紧曲线kdPT扭矩控制拧紧过程拧紧方法扭矩上限扭矩下限门槛扭矩扭矩(夹紧力)角度,q目标扭矩扭扭矩矩分分散散((±±%%))摩摩擦擦力力分分散散((±±%%))夹夹紧紧力力分分散散((±±%%))0011551122..88110011551166..22225511552288..00550011555511..66夹紧力的变化是由于摩擦力的变化而引起的。即使使用非常准确的扳手也不能帮助夹紧力的分散。但是使用不准确的扳手，又对夹紧力的分散有影响。扭矩控制拧紧拧紧方法扭矩控制拧紧应用扭矩可以直接或间接控制目标扭矩通常在螺栓屈服点的50%到85%在螺栓的塑性变形区应用90%的应用扭矩用于克服摩擦力上也可称之为：扭矩，直接扭矩夹紧力精度±25%拧紧方法第一步：对连接的工件施加扭矩，使之初步连接达到门槛扭矩第二步：旋转预定的角度最初设想应用于超出屈服点的拧紧应用，现在也应用于塑性变形区的拧紧需要应用试验确定门槛扭矩值和旋转的角度值上述拧紧过程为：旋转螺栓，扭矩+角度夹紧力精度±15%角度控制拧紧方法角度控制kdPT360pFpq角度下限角度上限门槛扭矩扭矩（夹紧力）角度,q角度控制值角度控制夹紧力的分散主要是由于摩擦力的分散引起的，该拧紧过程中门槛扭矩中的摩擦力的分散为主要影响因素在角度控制过程中，摩擦力分散的影响对夹紧力不会影响，只是控制角度的分散对其有影响kdTFp360pFpq角度说明:门槛扭矩的误差会产生初始夹紧力分散误差门槛扭矩尽可能小当使用较大的门槛扭矩时，夹紧力与角度的关系受到影响较小的门槛扭矩会在计角度之前，减少扭矩的分散在拧紧塑性变形区内的螺栓时，它的屈服点强度也是一个影响因素角度控制屈服点控制在拧紧过程中监视扭矩和角度已经存储扭矩斜率的变化曲线，当扭矩斜率变化曲线下降到最大摩擦力时，可以判断已经到屈服点充分发挥螺栓的最大负荷能力摩擦力的影响很小每次拧紧后可以进行扭矩角度检查螺栓可以重复使用可以认为是：扭矩到屈服点夹紧力精度±8%拧紧方法屈服点控制扭矩斜率最大值的50%扭矩斜率变化曲线螺栓屈服点扭矩扭矩（夹紧力）角度,q屈服点控制拧紧完成后，夹紧力的波动减少夹紧力的分散由于螺栓强度的分散而不是摩擦力的分散引起的螺栓的强度控制要比摩擦力的控制要容易螺螺栓栓强强度度分分散散((%%))摩摩擦擦力力分分散散((%%))夹夹紧紧力力分分散散((%%))44220077..338822001100..1144110055..1188110088..66PRELOAD,NEXPECTEDTORQUE,NmThreadGradeSizeRange8.810.912.98.810.912.9M4x0.7Minimum4,4006,2007,3003.14.45.3Maximum5,6007,6008,8004.367.2M5x0.8Minimum7,20010,00012,2006.4911Maximum9,20012,40014,6008.71215M6x1.0Minimum10,20014,20016,100111418Maximum13,00017,60020,500152024M8x1.25Minimum18,60026,20031,400253744Maximum23,80032,20037,800365160M10x1.5Minimum29,80041,60050,000527388Maximum38,00051,20060,0007199119M12x1.75Minimum43,40060,70072,90092128156Maximum54,40074,90087,700127173207M14x2.0Minimum59,40083,300100,000144205244Maximum75,600102,000120,000200280335M16x2.0Minimum82,500115,000138,000228322383Maximum105,000141,000166,000310450520M18x2.5Minimum99,200139,000167,000305430510Maximum127,000171,000201,000420595710GradeM6x1.0Minimum10,20014,20016,100111418Maximum13,00017,60020,500152024夹紧力和理想扭矩夹紧力分散精密力矩扳手M10气动冲击扳手M14气动定扭矩扳手M12最小夹紧力电动扳手屈服点控制M8±8%±15%±25%±30-40%工具和螺栓选择屈服点控制连接的要求不是关键，不值得使用不能应用如下场合：螺栓屈服点强度连接件的压紧强度螺栓屈服点而不是螺纹达到屈服点螺栓头部剪切螺母磨损一些装配件需要频繁拆装的连接件的硬度指标变化如果屈服点控制很准确，为什末不都应用？拧紧错误头部形式•Hexagon•Pan•Flanged•Countersink•Fillister•ExternalTorx带有螺纹的螺栓功能设计螺纹垫片•弯曲变形•剪切•拉伸•加工螺纹•自攻•成型螺纹•密螺纹•SEMS•平垫•弹垫配合螺纹驱动部分•已攻螺纹•螺母•平板•插入型•12角•六角•内六角•一字•Torx强度材料•特殊合金•有色金属•黑色金属•等级•加工/锻造•热处理抛光及表面处理主导扭矩•胶囊状材料•使螺纹变型•尼龙块•电镀•转化•涂胶•润滑•头部下螺纹密集•表面情况摩擦力•Machined•Ground•Cast螺栓的质量拧紧错误在螺栓拧紧过程中4种主要的错误:1.人的错误2.拧紧方法错误3.不当工具的错误4.连接间错误忘记拧紧使用不当的工具错误的要求错误的拧紧过程错误地选择工具不准确机械故障超出工件偏差不良的材料不充分的润滑拧紧错误螺栓松动的原因和分类原因最初松动拧紧过程中表面突变平滑从动松动轴承表面的塑性变形小摩擦力而松动由于工件的表面摩擦密封材料变形而松动垫片的安装过扭矩而松动螺栓塑性变形遇热而松动由于不同材料的表面张力不同，遇热的膨胀系数不一由于轴线方向的外力而松动轴线方向松动由于水平方向的外力引起分类螺栓转动