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1、螺栓基本拧紧技术螺栓基本拧紧技术1本讲稿第一页，共三十三页为什么使用螺栓连接为什么使用螺栓连接 装配简单装配简单 拆卸方便拆卸方便 效率高效率高 成本低成本低本讲稿第三页，共三十三页质量等级质量等级安全等级安全等级客户定义等级客户定义等级装配工作按精度等级分为三类装配工作按精度等级分为三类4本讲稿第四页，共三十三页螺栓连接的受力螺栓连接的受力剪切剪切拉伸拉伸5本讲稿第五页，共三十三页为了拧紧螺栓为了拧紧螺栓,必须施加力以便拧紧螺母必须施加力以便拧紧螺母/螺丝螺丝6本讲稿第六页，共三十三页测量拧紧效果测量拧紧效果我们能够测量的是扭矩我们能够测量的是扭矩T我们想要得到的是夹紧力我们想要得到的是夹紧
2、力FTFFFF7本讲稿第七页，共三十三页扭矩夹紧力扭矩夹紧力旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧我们需要的是连接件中的夹紧力我们需要的是连接件中的夹紧力8本讲稿第八页，共三十三页Joint Diagrams螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系9本讲稿第九页，共三十三页Joint Diagrams力伸长量压缩量螺栓拉伸连接件压缩压力拉力螺拴和连接的变形螺拴和连接的变形10本讲稿第十页，共三十三页Joint Diagrams螺栓连接的变形关系螺栓连接的变形关系 力 变形预紧力螺栓伸长1 连接件 压缩2 11本讲稿第
3、十一页，共三十三页Joint Diagrams轴向工作载荷的影响轴向工作载荷的影响 力12 变形螺栓受力增加部分夹紧力减少部分1 工作载荷12本讲稿第十二页，共三十三页力力(F),力臂力臂(L)=扭矩扭矩(M)螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大螺栓旋转的越多，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%的扭矩转化为夹紧力的扭矩转化为夹紧力夹紧力夹紧力,10%螺纹副中的摩擦螺纹副中的摩擦了了,40%螺栓头下表面的摩螺栓头下表面的摩擦力擦力,50%施加的扭矩并不象夹紧力那么简单施加的扭矩并不象夹紧力那么简单14本讲稿第十四页，共三十三页The 50-40-10 规则
4、规则 扭矩扭矩扭矩扭矩100%100%90%90%的扭矩用于克服摩的扭矩用于克服摩擦力擦力夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力10%10%10%10%螺纹副中螺纹副中螺纹副中螺纹副中40%40%螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力 50%50%15本讲稿第十五页，共三十三页夹紧力与摩擦力的关系夹紧力与摩擦力的关系通常的情况通常的情况通常的情况通常的情况螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力50%50%螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力40%40%10%10%在螺栓头下加润滑油在螺栓头下加润滑油在螺栓头下加润滑油在螺栓头下加润滑油螺栓头下摩擦力螺栓
5、头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力45%45%螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力40%40%夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力15%15%螺纹副中有杂质螺纹副中有杂质螺纹副中有杂质螺纹副中有杂质螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力50%50%螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力45%45%5%5%16本讲稿第十六页，共三十三页一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩夹紧力一定要高于外部载荷夹紧力一定要高于外部载荷安全余量载荷的影响因素安全余量载荷的影响因素:振动振动摩擦力的变化摩擦力的变化 连接件尺寸变化连
6、接件尺寸变化拧紧精度拧紧精度17本讲稿第十七页，共三十三页施加的扭矩不要超过使用极限施加的扭矩不要超过使用极限Angle of rotationTorque施加的扭矩过大会使螺栓施加的扭矩过大会使螺栓过度伸长过度伸长安全余量取决于安全余量取决于:拧紧精度拧紧精度材料等级材料等级18本讲稿第十八页，共三十三页螺栓标识系统螺栓标识系统生产商生产商第一个数第一个数=1/100 的最小抗拉强度的最小抗拉强度(N/mm2)1008=800 N/mm2 第二个数第二个数=屈服强度与最小抗拉强度之屈服强度与最小抗拉强度之间的关系间的关系 0.8=80%两数相乘得出屈服应力两数相乘得出屈服应力 800*0.8
7、=640 N/mm2 公制螺纹公制螺纹.19本讲稿第十九页，共三十三页弹性松弛会影响夹紧力弹性松弛会影响夹紧力材料弹性松弛会使夹紧力衰减材料弹性松弛会使夹紧力衰减!Time本讲稿第二十页，共三十三页21本讲稿第二十一页，共三十三页衰减衰减 60-70%60-70%的衰减发生在的衰减发生在的衰减发生在的衰减发生在3030毫秒以内毫秒以内毫秒以内毫秒以内时间时间牛米牛米衰减衰减衰减衰减工具断开工具断开工具断开工具断开22本讲稿第二十二页，共三十三页Joint characteristics can also define the tool type required(ISO 5393)旋转角度旋转
8、角度目标扭矩目标扭矩A.硬连接：到达贴合点后，旋转硬连接：到达贴合点后，旋转30以内达到以内达到目标扭矩目标扭矩B.软连接：接：到达贴合点后，旋转到达贴合点后，旋转2 圈以圈以上达到目标扭矩上达到目标扭矩扭矩的过扭程度受连接件硬度以及工具扭矩的过扭程度受连接件硬度以及工具转速影响。转速影响。软连接、硬连接软连接、硬连接23本讲稿第二十三页，共三十三页软、硬连接软、硬连接目标目标均值偏差均值偏差扭矩扭矩角度角度过扭过扭贴合点贴合点硬连接硬连接软连接软连接本讲稿第二十四页，共三十三页如何在一个连接件上测量扭矩如何在一个连接件上测量扭矩动态扭矩动态扭矩:在拧紧螺栓的同时用在线式扭矩传感器测量在拧紧螺
9、栓的同时用在线式扭矩传感器测量 静态扭矩静态扭矩:安装后用扭矩扳手测量安装后用扭矩扳手测量25本讲稿第二十五页，共三十三页静态扭矩静态扭矩动力工具动力工具输出扭矩输出扭矩 92949192949292X=92,43s=1,13扭力扳手扭力扳手静态扭矩静态扭矩 103 106 103 100 100 103 100X=102,14s=2,27T(Nm)时间时间20406080100110120(A)工具输出工具输出(动态扭矩动态扭矩)(B)扭力扳手扭力扳手 (静态扭矩静态扭矩)原因:静态摩擦力26本讲稿第二十六页，共三十三页装配手测(动态)(静态)102.6 112 102.6 110 101.
10、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 标准偏差标准偏差(Sigma)3 Sigma硬连接硬连接27本讲稿第二十七页，共三十三页均值均值 标准偏差标准偏差(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 0.2
11、1 2.8 0.63 8.3 软连接软连接28本讲稿第二十八页，共三十三页扭矩和角度扭矩和角度 OK OK扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩=OK角度角度=OK30本讲稿第三十页，共三十三页扭矩扭矩 OK,OK,角度过低角度过低扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩=OK角度角度=过低过低扭矩扭矩=OK角度角度=OK31本讲稿第三十一页，共三十三页扭矩扭矩 OK,OK,角度过高角度过高扭矩扭矩=OK角度角度=过高过高扭矩扭矩=OK角度角度=过低过低扭矩扭矩=OK角度角度=OK扭矩扭矩角度角度32本讲稿第三十二页，共三十三页结论：结论：Clamp forceFriction in threadsFriction under nut or head螺栓装配质量对产品的最终质量有着直接影响螺栓装配质量对产品的最终质量有着直接影响为了得到质量合格的拧紧连接为了得到质量合格的拧紧连接拧紧扭矩必须精确拧紧扭矩必须精确连接件质量必须得到监控连接件质量必须得到监控33本讲稿第三十三页，共三十三页