扭矩工具原理概述及其应用ppt课件.pptx

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1、扭矩工具连接形式零件的固定连接方法有很多，如：焊接铆接粘接而螺纹连接却是其它方法都无法替代的一种可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、拆装方便等优点。1792年，英国的莫兹利发明加工螺纹的丝锥和板牙；1797年，莫兹利又发明带有丝杠、光杠、进给刀架和导轨的车床， 可车削不同螺距的螺纹。这使得螺栓螺母大批量加工，成为了最重要的生产之一，使用螺栓螺母锁紧零件的方式逐渐被广泛应用。螺纹连接随着螺纹连接的广泛应用，一种用于拆卸螺栓、螺母等螺纹紧固件的手动工具，也随之产生。 使用普通扳手，螺栓是否上紧要完全依靠人的锁紧力量。上紧螺栓时容易出现螺栓松动或过头，螺栓滑牙甚至断裂等现象，使物体连接的可靠性

2、得不到保证。螺纹连接什么是扭矩？ 物体在外力的作用下，围绕某点旋转或产生某种程度的扭转变形，这种外力和作用距离的乘积称为扭转力矩，简称扭矩。扭矩是使物体绕轴心旋转或具有旋转趋势的力系统。范例1：力臂=1m，力=100N，扭矩=100N.m 扭矩力力臂 。扭矩原理螺栓扭矩对照表螺栓扭矩标准（N/m)螺栓直径/mm S尺寸/mm4.6级5.6级6.6级8.8级10.9级12.9级M61045576891213141520M813101212151418222929353750M1017202525312939445864767488M12193544445449647610210812712817

3、1M1422546969888398121162176206204273M162488108108137127157189252274323319425M1827118147147186176216260347372441489565M2030167206206265245314369492529637622830M22322252842843433434315026697258628471129M2436294370370441441539638850921109810961435M274144151953968663778493312441372161715742099M304652966

4、6666833784980126716891666196021382850M365588210781098137213231677221429522744328337364981M4265137216661705273619602548354047214263509659747966M48752058245023342548308738225311708164687742896211949什么是扭矩扳手？扭矩扳手是指带扭矩测量机构的拧紧计量器具，用于按预先确定的扭矩拧紧或拆卸螺栓、螺母。 扭矩扳手按驱动动力可以分为：手动扭矩扳手，气 动 扭矩扳手，电动扭矩扳手，液压扭矩扳手等。 扭矩扳手信号型

5、读值型预置式可调式数显式表盘式扭力扳手类型手动扭矩扳手的定扭方式有很多，我们产品的定扭方式有：1、表盘式2、打滑式3、响声式4、折弯式5、宝剑式扭力扳手类型扭力扳手力矩力学示意图：折弯式打滑式响声式扭力扳手类型响声式扭矩扳手 使用范围 11500（N.m） 当达到扭矩时会发出一声“咔嗒”的报警声音 响声式又分为三种 1、含棘轮头 2、头部可换，凹方头 3、头部可换，圆头响声式刻度视窗增大60%自带校验周期提示条推拉式的锁装置更快捷方便解锁上锁。解锁能看到彩色条纹显示双色双塑手柄柔软防滑，符合人体工学原理双弹簧扭力系统，扭矩线性更优秀新款特性响声式百塔20-100N.m，型号666N/100，单

6、价1844；对应Sata型号96424，单价1959；对应Stanley型号SE-01-100 ，单价1595；每一把Beta扭矩扳手都附带了一份检测报告，内容包括扭矩扳手的编号和检测结果此报告的有效期为自用户购买之日起一年重复度 VS 精度响声式老款响声式新款头部可换 发出声响的原理和敲击钢管式是一样的不同之处在于前面的驱动方头为可以更换【其中左右切换头型号612和612X使用的扭矩不超过100N.m】响声式-可换头根据工位要求的扭力范围合理选择，尽量避免使用扭力扳手的最大/最小值1000 Nm以上建议使用扭力倍增器根据实际工况选择棘轮头/可换头扳手使用注意：平稳加力；齿轮间隙；用后归零校验

7、注意：预载三次选型注意事项宝剑式 适用于大扭矩螺栓拧紧工艺，优点力臂不受延长杆影响【其中678/C55，扭矩量程110-550N.m，不含扭力延长杆】可换头棘轮头宝剑式扭矩扳手应用 -风电行业应用数显型扭力扳手带角度功能数显扭力扳手精确度:顺时针2%，逆时针3% 角度：最大360 内置数据存储：最多可存储9个预置值 双向 双测量模式 双报警提示：绿LED到红LED，同时蜂鸣 双色双材料手柄 电池：2 AA(1.5V)电池(已配) 配置数据传输软件及数据线数显式数显式按键功能扭矩/角度切换清零单位切换调值-调值+信号提示灯蜂鸣器LED显示屏动态扭矩：是指扭矩值随时间变化很大或很快、甚至换向扭矩，

8、包括振动扭矩、随机扭矩和过度扭矩。静态扭矩：是指扭矩值不随时间变化或随时间变化很小和很缓慢的扭矩，包括静止扭矩、恒定扭矩、缓变扭矩和脉冲扭矩；按状态分动态扭矩和静态扭矩精 度：国内准确度按等级划分：1、 2、3、4、5、6级。重复度：标志着一把扳手是否拥有 良好的机械性能和使用精度扭矩工具的两个重要指标：扭矩检测仪器的精度必须高于所校验工具精度2级以上包括扭矩传感器、显示器，常见的加载装置为手动，等级较高的加载装置为电动。专业检测设备ISO 6789 既是标准也是操作规范ISO 6789 规定扭矩工具一年至少要校验一次中国的检测标准为JJG 707-2014意大利的检测标准UNI EN 267

9、89检测标准 由于其齿轮结构为星型，在行星齿轮和行星架间会产生里作用力和反作用力 上锁的力为行星齿轮输出，所以在行星架上需加装反作用力臂 防回弹安全装置螺栓扭矩对照表（1）设定所需的扭矩值，并将锁紧装置拨至锁紧位置（2）调节扭矩从小值到大值调节。消除齿轮间隙误差。（3）在使用之前请先满量程预载3次；（4）检查扭矩扳手驱动头及套筒插口头等是否选用合适（5）施力前需确定扭矩扳手与被施力的物体接触良好。（6）施力位置为握把正中心（宝剑型扳手为握把以后即可）。（7）请沿扳手垂直方向施力。（8）施力应平稳缓慢，听到声响（即待弹簧释放）后，立即停止施力。 （9）使用后需将设定值调回最小刻度。（10）使用大

10、扭矩扳手时，操作者需注意身体重心。（11）扳手应与螺栓所在平面水平，与螺栓所在平面夹角不得超过3，实际施力方向与扳手施力点垂直方向夹角不得超过10 。使用注意事项（12）请勿使扭矩扳手“过负载”。（13）螺栓拆卸扭矩值约为锁紧扭矩值的1.5倍。（14）响声式扭矩扳手请勿用于拆卸螺栓。（15）请勿将扭矩扳手当作其他工具使用。（16）请保持扭矩扳手清洁与完整。 （17）请定期校验扭矩扳手。参考国际通行标准为5000次或一年校验一次，以先到者为准。（18）请勿加延长杆使用。使用注意事项扭矩标准参考JJG 707-2014ISO 6789 既是标准也是操作规范ISO 6789 规定扭矩工具一年至少要校

11、验一次中国的检测标准为JJG 707-2014意大利的检测标准UNI EN 26789检测标准扭矩工具的检测标准目前，扭矩工具的检测标准分以下三种：1、JJG995-2005（国家检定规程） 本规程适用于静态扭矩测量仪（简称扭矩仪，含扭矩传感器）的首次检定、后续检定和使用中检验。2、JJG707-2014（国家检定规程） 本规程适用于扭矩扳手、含扭矩螺丝刀、及其他结构形式的带有扭矩测量机构的拧紧计量器具。3、ISO6789-2008（国际通用标准） 本标准规定用于螺纹连接体控制拧紧的手动扭矩工具的要求，描述了其测试方法及标记方法。检测标准精 度： 测量结果与被测量真值之间的一致程度。 重复度：

12、在同环境、同设备的测量情况下，对同一个测量 对象进行多次测量所得结果之间的差值。 重复度的计算： 重复度=多次测量的最大值 多次测量的最小值平均值检测标准外观技术条件1. 定值扭矩扳手的外观必须完好，并且具备型号、规格、施加扭矩的方向、制造商的名称或商标、出厂编号和日期。2. 依据JJG707-2003标准定值扭矩扳手的各部件连接应牢固可靠，不应该有裂纹、损伤、锈蚀和其它缺陷，附件应该齐全。3. 当定值扭矩扳手施加的扭矩达到设定值时，应能发出简单的（可以听见的、可以看见的、可以感觉到的）信号。性能技术条件1. 依据JJG707-2003和ISO6789标准定值扭矩扳手的超载性能应该达到按其使用

13、方向最大额定扭矩的125%。2. 依据ISO6789标准，定值扭矩扳手至少可以保证5000次合格的使用要求，在此期间无需进行调整和不得发生机械结构故障。3. 定值扭矩扳手容许的偏差应该达到ISO6789标准的要求。检定和校准方法1.扭矩扳手上有受力标记的，应在标记位置加载力，并且按照要求产生检定或校准扭矩。2.扭矩扳手上没有受力标记的，受力点应在把手的中间位置，并且按照规范的要求产生检定或校准扭矩。3.从目标扭矩的80%到100%的过程中，扭矩加载的时间必须控制在0.5s4s之间。4.扭矩扳手在检定和校准前，扭矩扳手已经调整到所要求的扭矩测量点。5.扭矩扳手校准时所安装的拧紧头必须与现场工人使

14、用的一致。检定和校准方法依据：ISO6789确定校准周期1. 对于正常使用的定值扭矩扳手的校准周期为循环使用5000次。2. 半年内使用不满5000次的，定值扭矩扳手的校准周期为半年。3. 对于备用的从未使用过的定值扭矩扳手，校准周期为1年。量程的选取1. 对于拧紧方式为AW(扭矩加转角)的，扭矩扳手的设定值为工艺要求的起始扭矩。如果使用同一把扳手完成拧紧过程的，最终拧紧扭矩不得超过扭矩板手的最大额定扭矩。检定和校准图示ISO6789：示值式扭矩扳手的检定1. 示值式扭力扳手的测量范围为测量上限的20%-100%。2. 检定不少于3点，一般为扭矩测量上限的20%，60%，100%。3. 检定前

15、按使用方向对扭矩扳手预加载最大扭矩3次。4. 检定时应从扭矩扳手零位平稳的逐级递增施加扭矩至检定点，此过程连续进行3次，每次需重新调整到零位。5. 检定条件温度18-28湿度90%无电磁干扰检定和校准参数容许的偏差10Nm10Nm6%4%ISO6789的要求：检定和校准设备1. 用于检定和校准定值扭矩扳手的测量仪器精度1%。2. 用于检定和校准扭矩扳手的测量仪器必须计量合格并且在有效期之内。3. 检定和校准定值扭矩扳手的测量仪器须符合ISO6789和JJG707-2003标准的要求。扭矩检测仪器的精度必须高于所校验工具精度2级以上包括扭矩传感器、显示器，常见的加载装置为手动，等级较高的加载装置

16、为电动。专业检测设备管理和流程1.新购的扭矩扳手应按照公司计量器具管理规定向计量部门提出申请并将该扭矩板手交由计量部门进行首次检定。2.对已经纳入公司管理系统的扭矩扳手按照标准规范的要求进行周期性校准。3.对于校准合格的扭矩扳手，须按照本规范的要求出具校准报告。4.对于校准合格的扭矩扳手按照公司计量器具管理规定粘贴标明计量编号和下次校准日期的合格证。5.对于更换非维修部件后的扭矩扳手需进行再次校准。6.对于校准不合格、损坏、需要修理、遗失等情况的扭矩扳手按照公司计量器具管理规定进行处理。检测扭矩参考柳州五菱内部工程师研究结果预紧力螺栓拉伸 螺栓插入被连接件，利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形，

17、这种弹性变形产生了轴向的拉力，将被夹零件挤压在了一起，称为预紧力。 理论上，只要产生了足够的夹紧力，完全可以保证被夹零件在震动、高低温等恶劣环境下安全工作，而不必使用涂胶等辅助方法。扭矩拧紧原理张力张力螺栓连接件中的力夹紧力剪切力剪切力抗张力抗张力拧紧原理15扭矩100%夹紧力10%螺栓头下摩擦力50%螺纹副中摩擦40%90% 的扭矩用于克服摩擦力施加的扭矩并不象夹紧力那么简单 90% 的扭矩被摩擦力消耗 只有10%的扭矩转化为夹紧力扭矩(M) = 力 (F)*力臂 (L) 拧紧原理The 50-40-10 规则10%5%162008-07-16夹紧力与摩擦力的关系与影响螺纹副中摩擦40%螺纹

18、副中摩擦力40%夹紧力15%在螺栓头下加润滑油螺纹副中有杂质螺纹副中摩擦力45%摩擦力润滑后的螺栓坏的螺纹普通紧固轴力通常的情况螺栓头下摩擦力45%螺栓头下摩擦力50%螺栓头下摩擦力50%拧紧原理192008-07-161 1）8.88.8 第一个数：表示公称抗拉强度的第一个数：表示公称抗拉强度的 1/100 1/100 （即最大抗张应力（即最大抗张应力 N/mm2) N/mm2) 100 1008 = 800 N/mm28 = 800 N/mm2 第二个数：表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的关系（即第二个数：表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的关系（即屈强比）屈强比） 0.8 = 80%

19、0.8 = 80% 两数相乘得出其屈服强度两数相乘得出其屈服强度 ： 800800* * 0.8 = 640 N/mm2 0.8 = 640 N/mm2 2 2）BUFOBUFO：表示生产商：表示生产商3 3）M M：表示公制螺纹：表示公制螺纹螺栓标识系统扭矩角度贴合点扭矩角度贴合点硬连接 720 度 720 度螺栓连接方式弹性松弛会影响夹紧力材料弹性松弛会使夹紧力衰减!Time螺栓连接方式及影响牛米工具断开衰减时间扭矩衰减:拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩降低现象即为扭矩衰减,衰减后的扭矩低于目标值但较为稳定,一般在拧紧操作完成后的30ms内会完成60%以上的扭矩衰减。对于任何连接，随着时

20、间的推移，都会有一定程度的扭矩衰减，一般发生在以下两种情况中： 1、粗糙的表面配合时造成的衰减； 2、软连接中的扭矩衰减。扭矩衰减装配手测(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 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma硬连接静态扭矩高于动态扭矩扭矩数据分析均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma装配手测(动态)(静态) 100.2 88 100.

21、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 软连接静态扭矩低于动态扭矩扭矩数据分析拧紧角度值 (o)扭矩 (Nm)预拧紧开始夹紧夹紧形成最终拧紧最终扭矩和角度值必须落在这一区域拧紧过程的可接受范围扭矩过程分析拧紧 实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到被拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力（即轴向拉应力）。扭矩 施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。动态扭矩 是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到

22、的扭矩值，也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量的值。静态扭矩 用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间，记录下的刚产生运动时的扭矩值，该扭矩值即为静态扭矩。 标定 用扭矩标定仪（扭矩传感器和角度编码器）串接于电动拧紧枪之中，跟踪电动拧紧枪在螺纹连接件上进行拧紧的过程，从而确认其拧紧扭矩和拧紧角度在其规定范围内的一种方法。拧紧基本术语与原理错误的拧紧系统不可靠的装配技术沉降力温度摩擦 拧紧精度，夹紧力过低或过高 表面粗糙与润滑状态 螺丝质量差 材料不合适 工具不准确或不相配 螺丝质量差 错误的工件 设计缺陷 材料配对不合适 拧紧方法错误 膨

23、胀系数不同 螺栓接合尺寸错误影响夹紧力因素64根据拉伸-屈服极限的关系图，常用的扭矩控制方法有五种 （1）扭矩控制法（T） （2）扭矩-转角控制法（TA） （3）屈服点控制法（TG） （4）质量保证法（QA） （5）扭矩斜率法扭矩控制 在采用扭矩控制的同时,用紧固转角作为指标对预紧力进行监控的控制方法。 .20% N扭矩（举例）设定转角控制的起始点 .从起始点计算转角，同时记录扭矩扭矩角度扭矩 = OK角度 ：监控TmaxTmin20%minmax设定角度7273螺栓标准参考标准据德国VOITH提供Nm换算所得 螺栓扭矩表 (单位：Nm、Kgm) Nm=0.101972Kgm螺栓规格强 度 等

24、 级 4.65.6 (A4-50) 6.9 (A4-70) 8.8 (A4-80) 10.912.9NmKgmNmKgmNmKgmNmKgmNmKgmNmKgmM410.11.30.132.40.242.80.283.90.394.90.49M51.80.182.50.254.70.475.60.567.80.789.30.93M62.80.283.90.397.80.789.80.9813.71.3715.71.57(M7)4.90.496.90.6912.81.2815.71.5722.62.2626.52.65M87.80.789.80.9819.61.9624.52.4534.33.4

25、339.23.92M1014.71.4719.61.9639.23.9244.14.4163.86.3878.57.85M1224.52.4533.43.34585.878.57.8511311.313713.7(M14)39.23.92545.410810.812812.818118.121621.6M16616.1828.216716.719619.626726.732032(M18)848.411411.423123.12602636636.643943.9M2012112.116316.332432.437337.352552.562862.8(M22)16416.422122.143

26、243.25005071171.185385.3M2420820.828228.255955.963863.890390.31079107.9(M27)31431.442242.282482.496196.11354135.41638163.8M3042242.256956.91109110.91315131.51844184.42217221.7(M33)57957.978578.51511151.11795179.52531253.13021302.1螺栓扭矩标准（N/m)螺栓直径/mm S尺寸/mm4.6级5.6级6.6级8.8级10.9级12.9级M610455768912131415

27、20M813101212151418222929353750M1017202525312939445864767488M121935444454496476102108127128171M1422546969888398121162176206204273M162488108108137127157189252274323319425M1827118147147186176216260347372441489565M2030167206206265245314369492529637622830M22322252842843433434315026697258628471129M2436294

28、370370441441539638850921109810961435M274144151953968663778493312441372161715742099M3046529666666833784980126716891666196021382850M365588210781098137213231677221429522744328337364981M4265137216661705273619602548354047214263509659747966M48752058245023342548308738225311708164687742896211949内六角外六角螺栓直径DI

29、N267性能等级(螺栓强度等级)螺 栓螺 栓3.65.66.98.810.912.9S(mm)S(mm)M(mm)Fv(N)Ma（Nm）Fv(N)Ma（Nm）Fv(N)Ma（Nm）Fv(N)Ma（Nm）Fv(N)Ma（Nm）Fv(N)Ma（Nm）1.54M22550.13450.157100.38350.351,1700.51,4150.625M2.54850.266550.351,3100.711,5500.832,1801.182,6201.42.255.5M36300.371,0500.621,7000.992,2501.33,1501.93,8002.26M3.58500.571,40

30、00.952,2501.53,00024,2502.95,1003.437M41,1000.851,8501.42,9002.33,90035,7504.46,7005.148、9M51,8001.73,0002.84,8004.56,4005.99,4008.711,00010510M62,5502.94,2004.86,7507.79,0001013,2001515,50018613、14M84,65077,7501212,4001916,5002524,3003628,40043815、17M107,4001412,3002319,7003726,3004938,7007245,2008

31、41019、21M1210,8002418,0004028,8006538,4008556,50012566,0001451222、23M1414,8003924,7006439,50010552,50013577,50020090,5002351424、26M1620,4005934,0009854,50015572,500210107,000310125,00036527M1824,8008141,30013566,00021591,000300129,000430152,0005001730M2031,90011553,00019085,000305117,000425166,00061

32、0195,00071032M2239,90015566,500260106,000415146,000580208,000820244,0009601936M2445,90020076,500330122,000530168,000730240,0001,050281,0001,22041M2780,500295100,000490161,000780222,0001,100316,0001,550369,0001,8002246M3073,500395122,000660196,0001,050269,0001,450384,0002,100449,0002,45050M3391,50054

33、0153,000900244,0001,450326,0001,900458,0002,700550,0003,2502755M36107,000690179,0001,150287,0001,850382,0002,450537,0003,450645,0004,15060M39129,000900215,0001,500345,0002,400460,0003,200646,0004,500775,0005,4003265M42148,0001,100247,0001,850395,0002,950526,0003,950740,0005,550888,0006,65070M45173,0

34、001,400289,0002,300462,0003,700616,0004,950867,0006,9501,050,0008,3503675M48195,0001,700325,0002,800520,0004,450693,0005,950974,0008,4001,150,00010,10080M52234,0002,150390,0003,600624,0005,750832,0007,6501,169,00010,8001,403,00012,9004185M56270,0002,700450,0004,500719,0007,150959,0009,5501,349,00013

35、,4001,618,00016,10090M60315,0003,350525,0005,550841,0008,9001,121,00011,9001,576,00016,7001,892,00020,0004695M64357,0004,000595,0006,700951,00010,7001,268,00014,3001,784,00021,1002,140,00024,100S-内六角或外六方两平行边距离Fv-螺栓预紧力Ma-螺栓扭矩螺栓扭矩标准（N/m)螺栓直径/mm4.6级8.8级10.9级 最小破断强度392 Mpa784 Mpa941 MpaM661014M8112532M1

36、0235471M124090115M1469137165M1696206247M18137284341M20176402569M22225539765M24314686981M2744110291472M3058812251962M3698017642453M42151927443826M48225439205592螺栓规格标准（kg/m)螺栓直径S尺寸日本标准德国标准M6101.2M8132.52.4M10175.54.6M121998M142214M162423.519.9M182732M20304738.8M223266.5M243682.567M274112098.3M3046155134M3350200M3655250233M3960300303M4265373M4875561M52725M5685907M56X4957M64951360M64X41450M721052090M76X42460M801152870M901304110M1001455670Q&A！谢谢！