螺栓基本拧紧技术ppt课件.ppt

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1、8/1/2022 1基本拧紧技术基本拧紧技术8/1/2022 2 from maintenance in chemical process plants to light assembly such as manufacture of lap top computers, or heavy industry such as the manufacture of construction vehicles螺栓连接广泛应用在工业产品的装配中螺栓连接广泛应用在工业产品的装配中拧紧技术拧紧技术8/1/2022 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

2、低成本低8/1/2022 4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8/1/2022 5螺栓连接的受力螺栓连接的受力剪切剪切拉伸拉伸8/1/2022 6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8/1/2022 7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FTFFFF8/1/2022 8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

3、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8/1/2022 9Joint Diagrams螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系8/1/2022 10Joint 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8/1/2022 11Joint 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 8/1/2022 12Joint 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8/1/2022 13通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧通过螺纹产

4、生夹紧力把连接件夹紧旋转螺母或螺丝使螺丝受力伸长旋转螺母或螺丝使螺丝受力伸长螺丝伸长产生的夹紧力把连接件夹螺丝伸长产生的夹紧力把连接件夹紧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8/1/2022 14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%螺栓头下表面的螺栓头下表面的摩擦力摩擦力, 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

5、力那么简单8/1/2022 15The 50-40-10 The 50-40-10 规则规则90% 90% 的扭矩用于克的扭矩用于克服摩擦力服摩擦力8/1/2022 16夹紧力与摩擦力的关系夹紧力与摩擦力的关系8/1/2022 17一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 连接件尺寸变化连接件尺寸变化 拧紧精度拧紧精度8/1/2022 18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 rotationTorqu

6、e 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8/1/2022 19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.8/1/2022 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

7、松弛会使夹紧力衰减!Time8/1/2022 218/1/2022 22衰减衰减时间时间牛米牛米8/1/2022 23Joint characteristics can also define the tool type required (ISO 5393)旋转角度旋转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以内达到目标扭矩以内达到目标扭矩B. 软连接：软连接：到达贴合点后，旋转到达贴合点后，旋转2 圈以上达到目标扭矩圈以上达到目标扭矩扭矩的过扭程度受连接件硬度以及扭矩的过扭程度受连接件硬度以及工具转速影响。工具转速影响。软连接、硬连接软连接、硬连接

8、8/1/2022 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8/1/2022 25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8/1/2022 26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 (N

9、m)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8/1/2022 27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8/1/2022 28均值均值 标准偏差标准偏差 (Sigma) 3

10、 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 软连接软连接8/1/2022 29使用测力扳手时可能会出现的问题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只能检查扭矩是否太低同时受静态摩擦力影响同时受静态摩擦力影响操作者不喜欢使用操作者不喜欢使用(生产效率低、人机工程问题生产效率低、人机工程问题)必须定期校准必须定期校准测力扳手的误差大测力扳手的误差大8/1/

11、2022 30扭矩和角度扭矩和角度 OKOK扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK8/1/2022 31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 = OK8/1/2022 32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8/1/2022 33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