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1、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 成本低成本低第2页/共33页3质量等级安全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第3页/共33页4螺栓连接的受力剪切拉伸第4页/共33页5为了拧紧螺栓,必须施加力以便拧紧螺母/螺丝第5页/共33页6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力FTFFFF第6页/共33页7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
2、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第7页/共33页8Joint Diagrams螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系第8页/共33页9Joint 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第9页/共33页10Joint 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 第10页/共33页11Joint 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 工作载荷第11页/共33页13力(F),力臂(L)=扭矩(M)螺栓旋转的越多，得到的扭
3、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,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第13页/共33页14The 50-40-10 规则规则 扭矩扭矩100%100%90%90%的扭矩用于克服的扭矩用于克服摩擦力摩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40%40%螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力 50%50%第14页/共33页15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
4、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40%40%夹紧力夹紧力15%15%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50%50%螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力45%45%5%5%第15页/共33页16一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 连接件尺寸变化连接件尺寸变化拧紧精度拧紧精度第16页/共33页17施加的扭矩不要超过使用极限Angle of rotationT
5、orque施加的扭矩过大会使螺施加的扭矩过大会使螺栓过度伸长栓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第17页/共33页18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 的最小抗拉的最小抗拉强度强度(N/mm2)1008=800 N/mm2 第二个数第二个数=屈服强度与最小抗拉屈服强度与最小抗拉强度之间的关系强度之间的关系 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=640 N/mm2 公制螺纹公制螺纹.第18页/共33页弹性松弛会影响夹紧力材料弹性松弛会使夹紧力衰减!Time第19页/共33页20第20页/共33页
6、21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第21页/共33页22Joint characteristics can also define the tool type required(ISO 5393)旋转角度目标扭矩A.硬连接：到达贴合点后，旋转30以内达到目标扭矩B.软连接：到达贴合点后，旋转2 圈以上达到目标扭矩扭矩的过扭程度受连接件硬度以及工具转速影响。软连接、硬连接第22页/共33页软、硬连接目标均值偏差扭矩角度过扭贴合点硬连接软连接第
7、23页/共33页24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第24页/共33页25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
8、扭矩)原因:静态摩擦力第25页/共33页26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 均值均值 标准偏差标准偏差(Sigma)3 Sigma硬连接硬连接第26页/共33页27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 8
9、8 100.5 86 100.2 85 100.2 84 100.4 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 软连接软连接第27页/共33页29扭矩和角度 OKOK扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩=OK角度角度=OK第29页/共33页30扭矩 OK,OK,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=OK第30页/共33页31扭矩 OK,OK,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扭矩扭矩角度角度第31页/共33页32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第32页/共33页33感谢您的观看！第33页/共33页