《扭矩知识基础》PPT课件.ppt

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1、扭矩知识介绍扭矩知识介绍1目目 录录 第一章第一章第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理 第二章第二章第二章第二章 螺栓的连接方式螺栓的连接方式螺栓的连接方式螺栓的连接方式 第三章第三章第三章第三章 螺栓连接拧紧过程简单介绍螺栓连接拧紧过程简单介绍螺栓连接拧紧过程简单介绍螺栓连接拧紧过程简单介绍 第四章第四章第四章第四章 扭矩的控制方法扭矩的控制方法扭矩的控制方法扭矩的控制方法 第五章第五章第五章第五章 扭矩检查方法扭矩检查方法扭矩检查方法扭矩检查方法 第六章第六章第六章第六章 拧紧工具的简介及选配拧紧工具的简介及选配拧紧工具的简介及选配拧紧工具

2、的简介及选配 第七章第七章第七章第七章 拧紧的顺序拧紧的顺序拧紧的顺序拧紧的顺序 第八章第八章第八章第八章 拧紧工作中常见问题拧紧工作中常见问题拧紧工作中常见问题拧紧工作中常见问题 第九章第九章第九章第九章 扭矩的防错扭矩的防错扭矩的防错扭矩的防错 第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理拧紧 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

3、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。32023年1月19日6/11拧紧原理拧紧原理预紧力预紧力螺栓拉伸螺栓拉伸 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，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

4、助方法。扭矩扭矩拧紧原理第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理张力张力张力张力螺栓连接件中的力螺栓连接件中的力螺栓连接件中的力螺栓连接件中的力夹紧力夹紧力剪切力剪切力剪切力剪切力抗张力抗张力抗张力抗张力第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理152008-07-16The 50-40-10 规则规则扭矩扭矩100%夹紧夹紧力力10%螺栓头下摩擦力50%螺纹副中摩擦力40%90%的扭矩用于克服摩擦力施加的扭矩并不象施加的扭矩并不象夹紧夹紧力那么力那么简单简单 90%的扭矩被摩擦力消耗的扭矩被摩擦力消耗 只有只有10%的扭矩的扭矩转转化化为夹紧为夹紧力力扭矩扭矩(M)=力力(

5、F)*力臂力臂(L)第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理10%螺栓螺栓头头下摩擦力下摩擦力45%5%162008-07-16夹紧夹紧力与摩擦力的关系力与摩擦力的关系与影响与影响螺栓螺栓头头下摩擦力下摩擦力50%螺螺纹纹副中摩擦力副中摩擦力40%螺栓螺栓头头下摩擦力下摩擦力50%螺螺纹纹副中摩擦力副中摩擦力40%夹紧夹紧力力15%在螺栓在螺栓头头下加下加润润滑油滑油螺螺纹纹副中有副中有杂质杂质螺螺纹纹副中摩擦力副中摩擦力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通常的情况第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理影响夹紧力的因素影响夹紧力的因素影响夹紧力的因素影

6、响夹紧力的因素错误的拧紧系统错误的拧紧系统错误的拧紧系统错误的拧紧系统不可靠的装配技术不可靠的装配技术不可靠的装配技术不可靠的装配技术沉降力沉降力沉降力沉降力温度温度温度温度摩擦摩擦摩擦摩擦 拧紧精度，拧紧精度，拧紧精度，拧紧精度，夹紧力过低或过高夹紧力过低或过高夹紧力过低或过高夹紧力过低或过高 表面粗糙表面粗糙表面粗糙表面粗糙与润滑状态与润滑状态与润滑状态与润滑状态 螺丝质量差螺丝质量差螺丝质量差螺丝质量差 材料不合适材料不合适材料不合适材料不合适 工具不准确或不相配工具不准确或不相配工具不准确或不相配工具不准确或不相配 螺丝质量差螺丝质量差螺丝质量差螺丝质量差 错误的工件错误的工件错误的工

7、件错误的工件 设计缺陷设计缺陷设计缺陷设计缺陷 材料配对不合适材料配对不合适材料配对不合适材料配对不合适 拧紧方法错误拧紧方法错误拧紧方法错误拧紧方法错误 膨胀系数不同膨胀系数不同膨胀系数不同膨胀系数不同 螺栓接合尺寸错误螺栓接合尺寸错误螺栓接合尺寸错误螺栓接合尺寸错误第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理192008-07-16螺栓螺栓标识标识系系统统应应力力应应力力应变应变应变应变塑性范围塑性范围塑性范围塑性范围极限抗拉强度极限抗拉强度极限抗拉强度极限抗拉强度螺栓失效螺栓失效螺栓失效螺栓失效破坏点破坏点破坏点破坏点弹性范围弹性范围弹性范围弹性范围屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度

8、应力应力应力应力 N/mmN/mmN/mmN/mm 拉伸度拉伸度拉伸度拉伸度屈服屈服屈服屈服失效失效失效失效弹性区弹性区弹性区弹性区抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度75%75%75%75%屈服强度极限屈服强度极限屈服强度极限屈服强度极限抗拉强度极限抗拉强度极限抗拉强度极限抗拉强度极限1 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)1008=800 N/mm2 1008=800 N/mm2 第二个数：表示公称屈服强度与公称抗拉第二个数：表示公称屈服强度与公称抗拉 强度比值的关系（即屈

9、强比）强度比值的关系（即屈强比）0.8=80%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 ：800*0.8=640 N/mm2 800*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：表示公制螺纹第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理10扭矩扭矩角度角度贴合点贴合点扭矩扭矩角度角度贴合点贴合点硬连接硬连接 30 720 720 度度 30 720 720 度度第二章第二章 螺栓连接的方式螺栓连接的方式弹弹性松弛会影响性松弛会影响夹紧夹紧力力材料材料弹弹性松弛会使性松弛会使夹紧夹紧力衰减力衰减!Time第二章第

10、二章 螺栓连接的方式螺栓连接的方式222008-07-16牛米牛米扭矩扭矩衰减衰减工具断开工具断开衰减时间时间扭矩衰减扭矩衰减: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,衰减衰减后的扭矩低于目标值但较为稳定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一般在拧紧操作完成后的30ms30ms内会完成内会完成60%60%以以上的扭矩衰减。上的扭矩衰减。对于任何连接，随着时间的推移，都会有一定程度的扭矩衰减，一般发生在以对于任何连接，随着时间的推移，都会有一定程度的扭矩衰减，一般发生在以下两种情况中下两种情况中：1 1、粗糙的

11、表面配合时造成的衰减；、粗糙的表面配合时造成的衰减；2 2、软连接中的扭矩衰减。、软连接中的扭矩衰减。第二章第二章 螺栓连接的方式螺栓连接的方式装配手测(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硬连接硬连接数据分析数据分析静态扭矩高于动态扭矩均值 标准偏差(Sigma)3 Sigma装配手测(动态)(静态)100.2 8

12、8 100.5 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 软连接软连接数据分析数据分析静态扭矩低于动态扭矩小结：通过以上硬连接与软连接的比较，同时结合现场情况，总结如下：小结：通过以上硬连接与软连接的比较，同时结合现场情况，总结如下：1、在完全相同的拧紧状态下，硬连接与软连接所得到的最终扭矩是不同、在完全相同的拧紧状态下，硬连接与软连接所得到的最终扭矩是不同的；（完全相同是指同样的拧紧工具，以同样的转速，保持同样的稳定的；（完全

13、相同是指同样的拧紧工具，以同样的转速，保持同样的稳定时间）；时间）；2、同一种连接方式，在拧紧工具的转速、保持时间不同的情况下，得到、同一种连接方式，在拧紧工具的转速、保持时间不同的情况下，得到的最终拧紧力也是不同的；的最终拧紧力也是不同的；3、因为静态扭矩检测需要考虑进人为的因素进去，同时因为静态扭矩受、因为静态扭矩检测需要考虑进人为的因素进去，同时因为静态扭矩受摩擦力的影响非常大，而摩擦力的变化又是非常离散的，因此静态检测摩擦力的影响非常大，而摩擦力的变化又是非常离散的，因此静态检测值会更离散一些；值会更离散一些；4、同时，对于某些角度拧紧的连接，静态检测只能检测其扭矩是否过低，、同时，对

14、于某些角度拧紧的连接，静态检测只能检测其扭矩是否过低，而无法精确控制扭矩值。而无法精确控制扭矩值。第二章第二章 螺栓连接的方式螺栓连接的方式16拧紧角度值拧紧角度值(o)扭矩扭矩(Nm)预拧紧预拧紧开始夹紧开始夹紧夹紧形成夹紧形成最终拧紧最终拧紧第三章第三章第三章第三章 螺栓连接拧紧过程简介螺栓连接拧紧过程简介螺栓连接拧紧过程简介螺栓连接拧紧过程简介最终扭矩和角度值最终扭矩和角度值必须落在这一区域必须落在这一区域拧紧过程的可接受范围拧紧过程的可接受范围拧入拧入拧入拧入准备准备准备准备拧紧拧紧拧紧拧紧角度角度角度角度 扭矩扭矩扭矩扭矩NmNmNmNm多多多多阶阶阶阶段段段段拧拧拧拧紧紧紧紧拧紧拧

15、紧拧紧拧紧 1 1 1 1拆卸拆卸拆卸拆卸准备准备准备准备拧紧拧紧拧紧拧紧 2 2 2 2 扭矩扭矩扭矩扭矩NmNmNmNm角度角度角度角度 拆拆拆拆卸卸卸卸后后后后再再再再拧拧拧拧紧紧紧紧方方方方法法法法，为为为为了了了了减减减减少少少少应应应应力力力力影影影影响响响响第四章第四章 扭矩的控制方法扭矩的控制方法19 根据拉伸根据拉伸-屈服极限的关系图，常用的扭矩控制方法屈服极限的关系图，常用的扭矩控制方法有五种有五种 （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1.1.1.1.扭矩控制法扭矩控制法扭矩控制法扭矩控制法拧

16、紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构停止动作停止动作停止动作停止动作，其，其，其，其优点是较为简便，而且扭矩优点是较为简便，而且扭矩优点是较为简便，而且扭矩优点是较为简便，而且扭矩容易复验。容易复验。容易复验。容易复验。影响扭矩法精度的最大因素不是控制系统本身的精度，主要是由于螺栓的材影响扭矩法精度的最大因素不是控制系统本身的精度，主要是由于螺栓的材影响扭矩法精度的最大因素不是控制系统本身的精度，主要是由于螺栓的材影响扭矩法精度的最大因素不是控制系统本身的精度，主要是由于螺栓的材质、加工精

17、度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺质、加工精度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺质、加工精度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺质、加工精度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺母承压面等各个螺纹联接处的母承压面等各个螺纹联接处的母承压面等各个螺纹联接处的母承压面等各个螺纹联接处的摩擦系数的变化摩擦系数的变化摩擦系数的变化摩擦系数的变化。在在在在实际应用中，摩擦力的离散状态非常严重，所以实际应用中，摩擦力的离散状态非常严重，所以实际应用中，摩擦力的离散状态非常严重，所以实际应用中，摩擦力的离散状态非常严重，所以预紧力的

18、离散值往往可以预紧力的离散值往往可以预紧力的离散值往往可以预紧力的离散值往往可以达到达到达到达到2020202030%30%30%30%，为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往，为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往，为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往，为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往采用采用采用采用较高的设计余量较高的设计余量较高的设计余量较高的设计余量，以此弥补扭矩控制带来的偏差。，以此弥补扭矩控制带来的偏差。，以此弥补扭矩控制带来的偏差。，以此弥补扭矩控制带来的偏差。目前大多数目前大多数目前大多数目前大多数非关键部位非关键

19、部位非关键部位非关键部位的螺纹联接仍使用扭矩法。的螺纹联接仍使用扭矩法。的螺纹联接仍使用扭矩法。的螺纹联接仍使用扭矩法。4.1 4.1 扭矩控制法扭矩控制法扭矩控制扭矩控制扭矩控制扭矩控制 转角监控法转角监控法转角监控法转角监控法在采用扭矩控制的同时在采用扭矩控制的同时,用紧固转角用紧固转角作为指标对预紧力进行监控的控制方法。作为指标对预紧力进行监控的控制方法。.20%N.20%N扭矩扭矩（举例）（举例）设定转角控制的起始点设定转角控制的起始点 .从起始点计算转角，同时记录扭矩从起始点计算转角，同时记录扭矩扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 =OKOK角度角度 ：监控：监控T TmaxmaxT Tmin

20、min20%20%minminmaxmax设定角度设定角度4.2 4.2 扭矩扭矩-转角控制法转角控制法2.2.2.2.扭矩扭矩扭矩扭矩/转角控制法转角控制法转角控制法转角控制法扭矩扭矩扭矩扭矩转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，应用这种方法，首先是把螺栓拧到一个不大的扭矩应用这种方法，首先是把螺栓拧到一个不大的扭矩应用这种方法，首先是把螺栓拧到一个不大的扭矩应用这种方法，首先是把螺栓拧到一个不大的扭矩后，再从此点始，拧一个规定的转角的控制方法。后，再从此点始，拧一个规定的转角的

21、控制方法。后，再从此点始，拧一个规定的转角的控制方法。后，再从此点始，拧一个规定的转角的控制方法。它是基于的一定转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，其结果产生它是基于的一定转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，其结果产生它是基于的一定转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，其结果产生它是基于的一定转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，其结果产生一定的螺栓轴向预紧力的关系。应用这种方法拧紧时，设置初始扭矩（一定的螺栓轴向预紧力的关系。应用这种方法拧紧时，设置初始扭矩（一定的螺栓轴向预紧力的关系。应用这种方法拧紧时，设置初始扭矩（一定的螺栓轴向预紧力的关系。应用这种

22、方法拧紧时，设置初始扭矩（TsTsTsTs）的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面凸凹不平等不均匀因素。而螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。凸凹不平等不均匀因素。而螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。凸凹不平等不均匀因素。而螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。凸凹不平等不均匀因素。而螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。从图从图从图从图5 5 5

23、5中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，摩擦阻力对其的影响摩擦阻力对其的影响摩擦阻力对其的影响摩擦阻力对其的影响已不复存在，已不复存在，已不复存在，已不复存在，故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单

24、纯的拧矩故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单纯的拧矩故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单纯的拧矩故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单纯的拧矩法高。从图法高。从图法高。从图法高。从图5 5 5 5可见，扭矩可见，扭矩可见，扭矩可见，扭矩转角控制法对螺栓轴向预紧力精度影响最大的是转角控制法对螺栓轴向预紧力精度影响最大的是转角控制法对螺栓轴向预紧力精度影响最大的是转角控制法对螺栓轴向预紧力精度影响最大的是测量转角的起点，即图中测量转角的起点，即图中测量转角的起点，即图中测量转角的起点，即图中TSTSTSTS所对应的所对应的所对应的所对应的S1S1S1S1（或（或（或（或

25、S2S2S2S2）点。因此，为了获得较高的）点。因此，为了获得较高的）点。因此，为了获得较高的）点。因此，为了获得较高的拧紧精度，应注意对拧紧精度，应注意对拧紧精度，应注意对拧紧精度，应注意对S S S S点的研究。点的研究。点的研究。点的研究。4.2 4.2 扭矩扭矩-转角控制法转角控制法扭矩扭矩扭矩扭矩-转角控制法与扭矩控制法最大的不同转角控制法与扭矩控制法最大的不同转角控制法与扭矩控制法最大的不同转角控制法与扭矩控制法最大的不同在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧力限定在螺

26、栓弹性极限的力限定在螺栓弹性极限的力限定在螺栓弹性极限的力限定在螺栓弹性极限的90909090处，即图处，即图处，即图处，即图6 6 6 6中中中中Y Y Y Y点处；而扭矩点处；而扭矩点处；而扭矩点处；而扭矩-转角控制法一般以转角控制法一般以转角控制法一般以转角控制法一般以Y-MY-MY-MY-M区为区为区为区为标准，最理想的是控制在屈服点偏后。标准，最理想的是控制在屈服点偏后。标准，最理想的是控制在屈服点偏后。标准，最理想的是控制在屈服点偏后。扭矩扭矩扭矩扭矩转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是非常

27、高的，通过图非常高的，通过图非常高的，通过图非常高的，通过图6 6 6 6即可看出，同样的转角即可看出，同样的转角即可看出，同样的转角即可看出，同样的转角误差在其朔性区的螺栓轴向预紧力误差误差在其朔性区的螺栓轴向预紧力误差误差在其朔性区的螺栓轴向预紧力误差误差在其朔性区的螺栓轴向预紧力误差F2F2F2F2比弹性区的螺栓轴向预紧力误差比弹性区的螺栓轴向预紧力误差比弹性区的螺栓轴向预紧力误差比弹性区的螺栓轴向预紧力误差F1F1F1F1要小得要小得要小得要小得多。多。多。多。应用转角法，螺栓的负荷可以在它的应用转角法，螺栓的负荷可以在它的应用转角法，螺栓的负荷可以在它的应用转角法，螺栓的负荷可以在它

28、的弹性变形范围弹性变形范围弹性变形范围弹性变形范围内，也可以进入内，也可以进入内，也可以进入内，也可以进入塑性变形范塑性变形范塑性变形范塑性变形范围围围围，大多数厂家用转角法一般在塑性区大多数厂家用转角法一般在塑性区大多数厂家用转角法一般在塑性区大多数厂家用转角法一般在塑性区。如果螺栓要进入塑性变形范围，一定如果螺栓要进入塑性变形范围，一定如果螺栓要进入塑性变形范围，一定如果螺栓要进入塑性变形范围，一定要进行严格的试验或检测。要进行严格的试验或检测。要进行严格的试验或检测。要进行严格的试验或检测。优点优点优点优点：受摩擦系数影响较小受摩擦系数影响较小受摩擦系数影响较小受摩擦系数影响较小，可得到

29、比较高的预紧力且预紧力的离散度较小。，可得到比较高的预紧力且预紧力的离散度较小。，可得到比较高的预紧力且预紧力的离散度较小。，可得到比较高的预紧力且预紧力的离散度较小。缺点：缺点：缺点：缺点：需要做大量的实验和分析工作，而且需要做大量的实验和分析工作，而且需要做大量的实验和分析工作，而且需要做大量的实验和分析工作，而且几乎无法复验几乎无法复验几乎无法复验几乎无法复验，如果用扭力扳手来，如果用扭力扳手来，如果用扭力扳手来，如果用扭力扳手来复验的话，预紧力可能会超过原先的设定值。复验的话，预紧力可能会超过原先的设定值。复验的话，预紧力可能会超过原先的设定值。复验的话，预紧力可能会超过原先的设定值。

30、4.2 4.2 扭矩扭矩-转角控制法转角控制法3.3.3.3.屈服点控制法屈服点控制法屈服点控制法屈服点控制法屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧紧的一种方法。它是利用材料屈服的现象而发展起紧的一种方法。它是利用材料屈服的现象而发展起紧的一种方法。它是利用材料屈服的现象而发展起紧的一种方法。它是利用材料屈服的现象而发展起来的一种高精度的拧紧方法。这种控制方法，是通来的一种高精度的拧紧方法。这种控制方法，是通来的一种高精度的拧紧方法。这种控制方法，是通来的一种高精度

31、的拧紧方法。这种控制方法，是通过对拧紧的扭矩过对拧紧的扭矩过对拧紧的扭矩过对拧紧的扭矩/转角曲线斜率的连续计算和判断来转角曲线斜率的连续计算和判断来转角曲线斜率的连续计算和判断来转角曲线斜率的连续计算和判断来确定屈服点的。螺栓在拧紧的过程中，其扭矩确定屈服点的。螺栓在拧紧的过程中，其扭矩确定屈服点的。螺栓在拧紧的过程中，其扭矩确定屈服点的。螺栓在拧紧的过程中，其扭矩/转角转角转角转角的变化曲线见图的变化曲线见图的变化曲线见图的变化曲线见图7 7 7 7。真正的拧紧开始时，斜率上升很。真正的拧紧开始时，斜率上升很。真正的拧紧开始时，斜率上升很。真正的拧紧开始时，斜率上升很快，之后经过简短的变缓后

32、而保持恒定（快，之后经过简短的变缓后而保持恒定（快，之后经过简短的变缓后而保持恒定（快，之后经过简短的变缓后而保持恒定（a_ba_ba_ba_b区间）区间）区间）区间）。过。过。过。过b b b b点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速下降。当率下降一定值时（一般定点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速下降。当率下降一定值时（一般定点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速下降。当率下降一定值时（一般定点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速下降。当率下降一定值时（一般定义，当其斜率下到最大值的二分之一时），说明已达到屈服点（即图义，当其斜率下到最大值的二分之一时），说明已达到屈服点（即图义，当其斜

33、率下到最大值的二分之一时），说明已达到屈服点（即图义，当其斜率下到最大值的二分之一时），说明已达到屈服点（即图7 7 7 7中的中的中的中的Q Q Q Q点）点）点）点），立即发出停止拧紧信号。，立即发出停止拧紧信号。，立即发出停止拧紧信号。，立即发出停止拧紧信号。4.3 4.3 屈服点控制法屈服点控制法屈服点法利用了材料从弹性变形区向塑性变形区屈服点法利用了材料从弹性变形区向塑性变形区屈服点法利用了材料从弹性变形区向塑性变形区屈服点法利用了材料从弹性变形区向塑性变形区过渡时的特性过渡时的特性过渡时的特性过渡时的特性，但是屈服点法，但是屈服点法，但是屈服点法，但是屈服点法同样要进行严格的试验或

34、检测，以防螺栓和螺纹损坏同样要进行严格的试验或检测，以防螺栓和螺纹损坏同样要进行严格的试验或检测，以防螺栓和螺纹损坏同样要进行严格的试验或检测，以防螺栓和螺纹损坏或断裂或断裂或断裂或断裂。在屈服点控制法中，预紧力的大小主要取决于在屈服点控制法中，预紧力的大小主要取决于在屈服点控制法中，预紧力的大小主要取决于在屈服点控制法中，预紧力的大小主要取决于紧固件的屈服强度紧固件的屈服强度紧固件的屈服强度紧固件的屈服强度，因此能得到，因此能得到，因此能得到，因此能得到较大的预紧力，预紧力的离散度也较小较大的预紧力，预紧力的离散度也较小较大的预紧力，预紧力的离散度也较小较大的预紧力，预紧力的离散度也较小，而

35、且预紧力不受摩擦系数变化的影响。而且预紧力不受摩擦系数变化的影响。而且预紧力不受摩擦系数变化的影响。而且预紧力不受摩擦系数变化的影响。屈服点控制法要求对屈服点控制法要求对屈服点控制法要求对屈服点控制法要求对零件表面进行严格的处理零件表面进行严格的处理零件表面进行严格的处理零件表面进行严格的处理，任何打滑和阻滞现象都会使扭，任何打滑和阻滞现象都会使扭，任何打滑和阻滞现象都会使扭，任何打滑和阻滞现象都会使扭矩矩矩矩/转角曲线偏离正常的范围从而使控制系统发出错误警告。转角曲线偏离正常的范围从而使控制系统发出错误警告。转角曲线偏离正常的范围从而使控制系统发出错误警告。转角曲线偏离正常的范围从而使控制系

36、统发出错误警告。此外对螺栓的要此外对螺栓的要此外对螺栓的要此外对螺栓的要求也非常高：求也非常高：求也非常高：求也非常高：uu紧固必须是专门为屈服点拧紧设计的紧固必须是专门为屈服点拧紧设计的紧固必须是专门为屈服点拧紧设计的紧固必须是专门为屈服点拧紧设计的uu螺栓能达到塑性延伸螺栓能达到塑性延伸螺栓能达到塑性延伸螺栓能达到塑性延伸uu螺纹摩擦必须明显小于头部下方的摩擦螺纹摩擦必须明显小于头部下方的摩擦螺纹摩擦必须明显小于头部下方的摩擦螺纹摩擦必须明显小于头部下方的摩擦uu螺栓头和螺纹的材料不允许变形螺栓头和螺纹的材料不允许变形螺栓头和螺纹的材料不允许变形螺栓头和螺纹的材料不允许变形4.3 4.3

37、屈服点控制法屈服点控制法质量保证法质量保证法质量保证法质量保证法质量保证法是通过测量螺栓的伸长量来确定是否质量保证法是通过测量螺栓的伸长量来确定是否质量保证法是通过测量螺栓的伸长量来确定是否质量保证法是通过测量螺栓的伸长量来确定是否达到屈服点的一种控制方法，虽然每一个螺栓的达到屈服点的一种控制方法，虽然每一个螺栓的达到屈服点的一种控制方法，虽然每一个螺栓的达到屈服点的一种控制方法，虽然每一个螺栓的屈服强度不一致，也会给拧紧带来误差，但其误屈服强度不一致，也会给拧紧带来误差，但其误屈服强度不一致，也会给拧紧带来误差，但其误屈服强度不一致，也会给拧紧带来误差，但其误差一般都非常小。差一般都非常小。

38、差一般都非常小。差一般都非常小。在螺栓伸长法中所采取的测量螺栓伸长量的方法在螺栓伸长法中所采取的测量螺栓伸长量的方法在螺栓伸长法中所采取的测量螺栓伸长量的方法在螺栓伸长法中所采取的测量螺栓伸长量的方法，一般是用超声波测量，超声波的回声频率随螺，一般是用超声波测量，超声波的回声频率随螺，一般是用超声波测量，超声波的回声频率随螺，一般是用超声波测量，超声波的回声频率随螺栓的伸长而加大，所以，一定的回声频率就代表了一定的伸长量。图栓的伸长而加大，所以，一定的回声频率就代表了一定的伸长量。图栓的伸长而加大，所以，一定的回声频率就代表了一定的伸长量。图栓的伸长而加大，所以，一定的回声频率就代表了一定的伸

39、长量。图11111111就就就就是螺栓伸长法的原理，由于螺栓在拧紧和拧松时，用超声仪所测得的回声是螺栓伸长法的原理，由于螺栓在拧紧和拧松时，用超声仪所测得的回声是螺栓伸长法的原理，由于螺栓在拧紧和拧松时，用超声仪所测得的回声是螺栓伸长法的原理，由于螺栓在拧紧和拧松时，用超声仪所测得的回声频率随螺栓的拧紧（伸长）和拧松（减小伸长量）而发生变化的曲线并不频率随螺栓的拧紧（伸长）和拧松（减小伸长量）而发生变化的曲线并不频率随螺栓的拧紧（伸长）和拧松（减小伸长量）而发生变化的曲线并不频率随螺栓的拧紧（伸长）和拧松（减小伸长量）而发生变化的曲线并不重合，同一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率。这样，在

40、用来测量重合，同一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率。这样，在用来测量重合，同一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率。这样，在用来测量重合，同一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率。这样，在用来测量螺栓的屈服点时应予以注意。该法已在日本的生产中得到应用。螺栓的屈服点时应予以注意。该法已在日本的生产中得到应用。螺栓的屈服点时应予以注意。该法已在日本的生产中得到应用。螺栓的屈服点时应予以注意。该法已在日本的生产中得到应用。4.4 4.4 质量保证法质量保证法4.5 4.5 扭矩斜率法扭矩斜率法扭矩斜率法扭矩斜率法扭矩斜率法扭矩斜率法 扭矩斜率法是以扭矩扭矩斜率法是以扭矩扭矩斜率法是以扭矩扭矩斜率

41、法是以扭矩-转角曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始转角曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始转角曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始转角曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始预紧力进行控制的一种方法。该拧紧方法通常把螺栓的屈服紧固轴力作预紧力进行控制的一种方法。该拧紧方法通常把螺栓的屈服紧固轴力作预紧力进行控制的一种方法。该拧紧方法通常把螺栓的屈服紧固轴力作预紧力进行控制的一种方法。该拧紧方法通常把螺栓的屈服紧固轴力作为控制初始预紧力的目标值。该拧紧方法一般在螺栓初始预紧力离散度为控制初始预紧力的目标值。该拧紧方法一般在螺栓初始预紧力离散度为控制初始预紧力的目标值。该拧紧方法一般在螺栓初

42、始预紧力离散度为控制初始预紧力的目标值。该拧紧方法一般在螺栓初始预紧力离散度要求较小并且可最大限度地利用螺栓强度的情况下使用。但是由于该拧要求较小并且可最大限度地利用螺栓强度的情况下使用。但是由于该拧要求较小并且可最大限度地利用螺栓强度的情况下使用。但是由于该拧要求较小并且可最大限度地利用螺栓强度的情况下使用。但是由于该拧紧方法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法基本相同，所以，需要对紧方法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法基本相同，所以，需要对紧方法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法基本相同，所以，需要对紧方法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法基本相同，所以，需要对螺栓的屈服点进行严格的控制。

43、该拧紧方法与塑性区的转角法相比，螺螺栓的屈服点进行严格的控制。该拧紧方法与塑性区的转角法相比，螺螺栓的屈服点进行严格的控制。该拧紧方法与塑性区的转角法相比，螺螺栓的屈服点进行严格的控制。该拧紧方法与塑性区的转角法相比，螺栓的塑性即反复使用等方面出现的问题较少，有一定的优势，但是，紧栓的塑性即反复使用等方面出现的问题较少，有一定的优势，但是，紧栓的塑性即反复使用等方面出现的问题较少，有一定的优势，但是，紧栓的塑性即反复使用等方面出现的问题较少，有一定的优势，但是，紧固工具比较复杂，也比较昂贵。固工具比较复杂，也比较昂贵。固工具比较复杂，也比较昂贵。固工具比较复杂，也比较昂贵。2728第五章第五章

44、 扭矩扭矩检查方法方法 5.1 5.1 5.1 5.1 过过程法程法程法程法 （动态动态扭矩扭矩扭矩扭矩监监控）控）控）控）（1 1 1 1）固定）固定）固定）固定传传感器法：用于感器法：用于感器法：用于感器法：用于检测检测的扭矩的扭矩的扭矩的扭矩传传感器是固定在感器是固定在感器是固定在感器是固定在拧紧拧紧工具的工具的工具的工具的输输 出出出出轴轴上上上上,对动态对动态扭矩扭矩扭矩扭矩时时监时时监控控控控 （2 2 2 2）直接法：在需要）直接法：在需要）直接法：在需要）直接法：在需要检测时检测时，把用于，把用于，把用于，把用于检测检测的扭矩的扭矩的扭矩的扭矩传传感器直接串接于感器直接串接于感

45、器直接串接于感器直接串接于 板板板板头头与被与被与被与被拧紧拧紧的螺栓之的螺栓之的螺栓之的螺栓之间间，拧紧时拧紧时可以直接可以直接可以直接可以直接读读出出出出读读数数数数29第五章第五章 扭矩扭矩检查方法方法 5.2 5.2 5.2 5.2 事后法（静事后法（静事后法（静事后法（静态态扭矩扭矩扭矩扭矩审审核）核）核）核）（1 1 1 1）松开法：将）松开法：将）松开法：将）松开法：将拧紧拧紧的螺栓用扭矩扳手松开，的螺栓用扭矩扳手松开，的螺栓用扭矩扳手松开，的螺栓用扭矩扳手松开，读读出松开出松开出松开出松开时时的瞬的瞬的瞬的瞬时值时值 （2 2 2 2）紧紧固法：即固法：即固法：即固法：即对对已

46、已已已经拧紧经拧紧的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的拧紧拧紧方向再方向再方向再方向再 施加一个逐施加一个逐施加一个逐施加一个逐渐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次增大的扭矩，直至螺栓再一次增大的扭矩，直至螺栓再一次增大的扭矩，直至螺栓再一次产产生生生生拧紧拧紧运运运运动动，读读 出此出此出此出此时时的瞬的瞬的瞬的瞬时值时值,现现在生在生在生在生产现场产现场多使用此种方法（角度越小越多使用此种方法（角度越小越多使用此种方法（角度越小越多使用此种方法（角度越小越 好，一般在好，一般在好，一般在好，一般在10101010左右）左右）左右）左右）

47、（3 3 3 3）标记标记法：即法：即法：即法：即对对已已已已经拧紧经拧紧螺栓的螺栓的螺栓的螺栓的拧紧拧紧位置做一个位置做一个位置做一个位置做一个标记标记，将螺栓，将螺栓，将螺栓，将螺栓拧拧 松之后再松之后再松之后再松之后再拧紧拧紧到原来位置到原来位置到原来位置到原来位置时时的扭矩的扭矩的扭矩的扭矩值值。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：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：l l只能检查扭矩是否太低只能检查扭矩是否太低只能检查扭矩是否太低只能检查扭矩是否太低l l不能检查角度控制的扭矩值不能检查角度控制的扭矩值不能检查角度控制的扭矩值不

48、能检查角度控制的扭矩值l l同时受静态摩擦力影响同时受静态摩擦力影响同时受静态摩擦力影响同时受静态摩擦力影响l l操作者使用不便操作者使用不便操作者使用不便操作者使用不便(生产效率低、人机工程问题生产效率低、人机工程问题生产效率低、人机工程问题生产效率低、人机工程问题)l l必须定期校准必须定期校准必须定期校准必须定期校准l l测力扳手的误差大测力扳手的误差大测力扳手的误差大测力扳手的误差大第五章第五章 扭矩扭矩检查方法方法工具选型概述工具选型概述工具选型概述工具选型概述工具选型：在新产品前期分析阶段和生产准备阶段，通过前期策划和现场验证为新车型选配和增补装配工具的工作。工作时间：数模冻结之后

49、车型量产之前第六章第六章 拧紧工具选配拧紧工具选配工具选型要考虑的因素工具选型要考虑的因素工具选型要考虑的因素工具选型要考虑的因素 宏观因素产能节拍车型定位生产线现状采购费用到货周期维护保养的便易性其它.第六章第六章 拧紧工具选配拧紧工具选配工具选型要考虑的因素工具选型要考虑的因素工具选型要考虑的因素工具选型要考虑的因素 技术细节力矩要求精度要求操作空间工作效率劳动强度生产管理第六章第六章 拧紧工具选配拧紧工具选配最理想的目标最理想的目标广义的工具费用，还包括效率，维护，寿命，产品质量效果，使用培训.甚至企业宣传第六章第六章 拧紧工具选配拧紧工具选配工具选型的流程工具选型的流程工具选型的流程工

50、具选型的流程工具选型主要包括以下过程：前期准备工具选配增补完善第六章第六章 拧紧工具选配拧紧工具选配前期准备前期准备前期准备前期准备整理、检查输入的技术资料 一致性、完整性、正确性明确工具的选配原则 工具档次、类型、大致数量编排进度计划 以线上小批量试产时间为起点，综合考虑项目进度，倒排工具选型工作的时间节点。第六章第六章 拧紧工具选配拧紧工具选配工具选配流程工具选配流程工具选配流程工具选配流程1.模拟选配：数模分析阶段，在数模上为每一个螺纹连接固定点选配工具，确定新车型所有拧紧点可选用的工具的类型和数量。完成工具初选清单2.第一轮选配：在研发试制阶段，现场验证工具初选清单，根据初版工序和生产