紧固技术的理解和活用

紧固技术的理解和活用一.前言二.紧固件基本知识三.螺纹紧固的原理和力矩的设定四.紧固等级的划分和控制方法五.紧固力矩检测方法六.力矩衰减的原因七.螺纹连接防松方法一.前言1.在一部轿车上平均每车用紧固件约500种/50kg/4000个2.根据最近公布的数据，在汽车行业23%的维修问题是由紧固件松脱引起的，12%的新车存在紧固件松紧度不正确的问题。3.螺栓连接的优点是装配简单，拆卸方便，利于检修，可以增加预紧力防止松动，不会引起连接处材料成分相变。缺点是增加紧固件零件和重量，在受力较大的场合需要进行预紧和防松。而且在螺栓连接的缝隙处容易有腐蚀的发生，从而造成连接失效。二.紧固件基本知识1.公司用到的紧固件主要有名称图片特点六角头螺栓使用最广泛六角法兰面螺栓增大接触和受力面积，保护被紧固件表面。可以减小头部尺寸。非金属嵌件六角法兰面锁紧螺母（尼龙锁紧螺母）名称图片特点金属锁紧螺母螺纹变形，产生干涉名称图片特点自攻螺钉自攻螺钉多用于薄的金属板（钢板、锯板等）之间的连接。连接时，先对被连接件制出螺纹底孔，再将自攻螺钉拧入被连接件的螺纹底孔中。由于自攻螺钉的螺纹表面具有较高的硬度（≥HRC45），可在被连接件的螺纹底孔中攻出内螺纹，从而形成连接。内六角圆柱头螺栓空间小时使用，另外还可以做沉头螺栓，保持平面平整内六角花形螺钉美观、防拆名称图片特点接地螺栓部分螺纹变形，拧紧时有刮漆的功能锥形弹性垫圈平垫圈弹簧垫圈2.紧固件的标注M6是指螺纹的公称直径d（螺纹大径）14是指螺栓的公称长度LL1.25是指螺纹的牙距，细牙螺纹必须标注。若省略，则表示是粗牙螺纹。粗牙610.7581.2510.75101.51.2510.75121.751.2511621.51202.521.5124321.51公称直径细牙螺距GB/T193-20033.紧固件的性能等级螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。小数点前面的数字代表材料的抗拉强度极限的１／１００，小数点后面的代表材料的屈服极限与抗拉强度极限之比的１０倍。例如：性能等级10.9级高强度螺栓，其含义是：1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级；2、螺栓材质的屈强比值为0.9；3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。螺母的性能等级分７个等级，从４到１２。数字粗略表示螺母保证能承受的最小应力的１／１００螺母的性能等级分７个等级，从４到１２。数字粗略表示螺母保证能承受的最小应力的１／１００螺栓和螺母的性能等级应配合使用，如8.8级螺栓与8级螺母配合使用。1.紧固扭矩和预紧力三.螺纹紧固的原理和力矩的设定2.螺栓和被紧固件的变形关系3.通过螺纹产生夹紧力把被连接件夹紧4.预紧力和摩擦力的关系5.紧固的扭矩必须控制在一定范围6.紧固力矩的设定（1）首先根据被紧固件的受力情况确定所需的预紧力；（2）根据预紧力选取规格、性能等级合适的紧固件；（3）根据预紧力、摩擦系数、计算得到紧固扭矩。螺栓/螺母装配夹具含预紧力传感器，螺纹扭矩传感器拧紧装置含扭矩/角度传感器Schatz多功能螺栓紧固分析系统7.通过实验确定紧固力矩套筒驱动螺母转动，同时传感器连续测出拧紧扭矩螺栓头被夹紧，不能转动。同时传感器连续测出螺栓受到的扭矩，即螺纹扭矩螺栓/螺母装配夹具构造支承面支承面摩擦力1.根据螺栓的公称直径、螺距、性能等级，查国标《GB-T3098.1-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中的表7或表9得到螺栓的保证载荷。2.按照国际标准《ISO16047–紧固件的扭矩/预紧力测试标准》测试中预紧力取保证载荷的75%。3.将螺栓的公称直径、螺距、性能等级和预紧力作为设备的输入参数；4.试验设备可通过传感器测出从开始拧紧，到预紧力达到设定值过程中的以下参数：（1）紧固扭矩（2）螺纹扭矩5.通过软件程序，可计算出其他系数，如支承面扭矩、螺纹扭矩、支承面摩擦系数、螺纹摩擦系数、扭矩系数。四.紧固力矩检测方法五.紧固等级的划分和控制方法等级ABC定义力矩不良时将导致整车重要机能缺陷或丧失，产生重大事故隐患的紧固点；力矩不良将导致法规不良的紧固点；SRS系统紧固点。力矩不良时将导致重要机能缺陷或丧失，但不产生重大事故隐患的紧固点。A、B级以外的紧固点。依据对汽车的安全性、法规性的影响程度，总装科的力矩分为三个等级，如下表所示：依据各力矩等级的定义，对各力矩等级力矩的保证方法规定如下：等级控制项目控制精度（以定值为基准）控制方法例子抽查频率A1力矩值和角度5%在线即时控制，即紧固时，相关力矩值通过传感器输入电脑或类似设备进行判断是否合格，并提示作业者。所有力矩值存档，以便于追溯。轮胎拧紧A2力矩值5%1、在线控制，即紧固时，相关力矩值通过传感器输入电脑或类似设备进行判断是否合格，并提示作业者。所有力矩值存档，以便于追溯。2、紧固后控制。即风板或其他工具紧固后(风板调为定值的80%)，下工序用扭力扳手二次拉力，以保证紧固精度。扭力扳手每班次进行始业点检。SRS系统/ABS硬管连接B力矩值10%紧固后控制。即风板或其他工具紧固后，下工序用扭力扳手一次。扭力扳手每班次进行始业点检。门锁扣紧固每班次抽查2次，每次2台。C力矩值20%风板或其他工具紧固后即可。点烟器紧固每班次抽查1次，每次2台。每班次抽查2次，每次5台。六.力矩衰减的原因1.振动2.软连接3.表面粗糙度4.应力消除5.螺纹的配合精度6.接触面过小7.间隙消除8.力矩超过紧固件强度，紧固件出现塑性变形9.温度10.表面漆膜七.螺纹紧固的各种防松方式图片防松方式防松类型重复使用性立即使用增加弹性垫圈增加轴向夹紧力可可使用锁紧螺母螺牙干涉差可增涂耐落扣胶增加旋转方向力矩可可立即产生作用增涂化学胶增加旋转方向力矩不可需等候作用时间约6～72小时耐落扣胶的防松原理预涂耐落扣胶化学胶的防松原理预涂化学胶现涂厌氧胶（如乐泰242）的防松原理现涂厌氧胶