基本拧紧技术ppt课件.pptx

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1、基本拧紧技术,张行2014-12,第一部分 拧紧基本概念,第二部分 连接类型,第三部分 扭矩测量,第一部分 拧紧基本概念,内容螺纹紧固件什么是连接件？扭矩，摩擦力和夹紧力的关系关于扭紧的几个基本概念抗拉强度和屈服点,1. 螺纹紧固件,哪种装配方法最普遍？,焊接粘接铆接用螺丝和螺栓拧紧,使用螺丝和螺栓拧紧！,设计简单零部件标准化装配简单，拆卸方便（可逆）效率高成本低可控（螺栓张力可控）,!,But why?,2. 什么是连接件？,什么是连接件？,螺丝/螺栓,螺母,连接部件,连接件受到不同外部力的影响,应用场所举例,车轮螺栓法兰发动机输配电线杆手表,夹紧力，拉伸力和剪切力,剪切力,剪切力,拉伸力,

2、拉伸力,夹紧力,3. 扭矩，摩擦力和夹紧力,紧固件中的螺纹产生了夹紧力，使得部件结合在一起,旋转螺丝/螺栓将拉伸螺丝/螺栓拉伸螺丝/螺栓使部件加紧连接件力的夹紧力是拧紧中所求的力,我们能够测量的是扭矩T,夹紧力是我们想要得到的,夹紧力是我们想得到的，但是它非常难测量.扭矩 容易测量和运用,螺纹紧固件 扭矩,为了拧紧螺栓, 必须施加力以便拧紧螺母/螺丝,力 (F), 力臂 (L) = 扭矩(M)螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大,但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗只有10%的扭矩转化为夹紧力,夹紧力, 10%,螺纹副中的摩擦了, 40%,螺栓头下表面的摩擦力, 50%,施加的扭矩并不象夹紧力那么简单

3、,螺纹副力的摩擦力,夹紧力,螺丝/螺栓头部下表面的摩擦力,50%,10%,40%,扭矩施加 (100%)，其夹紧力得到,通常情况,扭矩,100 %,50 40 10 规则,扭矩,100%,90% 的扭矩用于克服摩擦力,产生夹紧力10%,螺纹副中40%,螺栓头下摩擦力 50%,40 %,20 %,40 %,40%,40%,塑料垫圈,螺纹副中的摩擦力,夹紧力,螺栓头/螺丝头下面的摩擦力,改变摩擦力 塑料垫圈,螺纹里的润滑,改变摩擦力 加润滑,50 %,20 %,30 %,50%,30%,螺纹里加润滑,夹紧力,扭矩和夹紧力的关系,螺栓头/螺丝头下面的摩擦力,螺纹副中的摩擦力,摩擦力减小会导致.,50

4、 %,20 %,30 %,.过拧！,改变摩擦力 生锈的螺栓,生锈的螺栓,50 %,0 %,50 %,50%,50%,生锈的螺栓,夹紧力,扭矩和夹紧力的关系,螺栓头/螺丝头下面的摩擦力,螺纹副中的摩擦力,4. 抗拉强度和屈服点,11.B,Tensile Strength / Yield抗拉强度/屈服点,Stress （受力）N/mm,Elongation % （拉伸度）,Tensile stress （抗拉强度）100X 8=800 N/mm2Yield stress (屈服应力）800X0,8=640 N/mm2,Yield （屈服点）,Failure （失效）,Elastic part （弹

5、性变形区）,Tensile strength抗拉强度,75 %,螺栓标识系统,生产商第一个数 = 1/100 的最小抗拉强度 (N/mm2)1008 = 800 N/mm2 第二个数 =屈服强度与最小抗拉强度之间的关系 0.8 = 80%两数相乘得出屈服应力 800* 0.8 = 640 N/mm2,公制螺纹,Recommended torque levels 螺栓的推荐扭矩,第二部分 连接类型,你需要学习并能解释如下概念：软连接，硬连接过拧和均值偏差弹性衰减应用举例,Tightening cycle 螺栓扭紧过程定义,基本定义：Fastener finding (Search socket)

6、 寻帽Run down 快速旋进Final 最终扭紧Elastic area.线性区Semi-elastic area.半线性区Plastic zone.塑变区,ISO5393 螺栓连接的硬度,硬连接 720,扭矩,100%,螺栓开始受力,30,720, 角度,硬,软,0,5%,达到目标扭矩,拧紧角度: ,贴合面,贴合面的扭矩通常是最终扭矩的10%,扭矩 = OK,拧紧角度 : ,贴合面后到最终拧紧都有一个角度,硬连接 (根据 to ISO 5393),30 Maximum,贴合面,扭矩 (Nm),角度 (degrees),贴合面,硬连接拧紧角 30,目标扭矩,30,硬连接,硬连接举例,夹紧力

7、,陡峭的斜面,角度,小角度变化,720 Minimum,贴合面,软连接 (根据 ISO 5393),扭矩 (Nm),角度 (degrees),贴合面,软连接拧紧角度 720,目标, 720,软连接,软连接举例,夹紧力,缓和的斜面,Angle,大角度变化,软连接拧紧角度大于 720,实际连接件,硬连接拧紧角度小于 30,很少连接件小于 30,很少连接件大于 720,大多数连接件拧紧角度都是在 30和720之间为何我们需要这样的定义？,“过扭”,10 Nm,8 Nm,工具扭矩设定为9 Nm.在软硬连接上有不同扭矩结果,软、硬连接,目标,均值偏差,扭矩,角度,过扭,贴合点,硬连接,软连接,过扭和均值

8、偏差,如何降低均值偏差?工具选择 (脉冲式工具/直趋扳手)降低工具速度“Two-step” 替代“one-step” 拧紧减少第一步设定的扭矩其它建议?,拧紧策略:,1,2,3,4,预拧紧,1,2,3,4,7,8,6,5,预拧紧,1,2,3,4,最终扭矩!,1,2,3,4,5,6,7,8,最终扭矩!,拧紧 = OK!,拧紧策略,第三部分 扭矩测量,包含以下内容:静态扭矩动态扭矩测量分析,扭矩测量,动态,如何在一个连接件上测量扭矩,动态扭矩:在拧紧螺栓的同时用在线式扭矩传感器测量 静态扭矩:安装后用扭矩扳手测量,52,模拟扭矩扳手,53,数字扭矩扳手,外部测量扳手,动态测量,静态峰值 vs 动态

9、峰值,动态扭矩(Nm)92949192949292X=92,43=1,13,静态扭矩 (Nm) 103 106 103 100 100 103 100X=102,14=2,27,扭矩 (Nm),时间,20,40,60,80,100,110,120,工具输出（动态扭矩）,扭力扳手、（静态扭矩）,原因:静态摩擦力,装配手测(动态)(静态) 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,

10、均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma,硬连接,均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma,装配手测(动态)(静态) 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,软连接,弹性释放，扭矩衰减,60-70%的衰减发生在30毫秒以内,时间,牛米,衰减,工具断开,使用测力扳手时可能会出现的问题,只能检查扭矩是否太低同时测量了静态扭矩操作者不使用它们(生产效率低)必须定期校准测力扳手有一个很大的误差,