找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 169|回复: 1

螺栓拧紧连接的控制方法及优缺点

[复制链接]
发表于 2024-2-2 16:17:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转质量管理社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

×

螺栓拧紧连接的控制方法及优缺点

螺栓拧紧连接的控制方法有:①扭矩控制/角度监控;②角度控制/扭矩监控;③扭矩和角度控制。

扭矩控制是指设定拧紧工具的最大扭矩数值,达到数值后即为拧紧结束;角度控制是指设定拧紧工具拧紧旋转一定的圈数(角度)数值,达到数值后即为拧紧结束;屈服点控制是指螺栓在达到塑性变形之前即为拧紧结束。

扭矩控制方式是人们最熟悉的螺栓拧紧控制方式。扭矩与夹紧力之间的关系是在出现最大摩擦系数和最小力矩时提供最小的夹紧力。

采用扭矩控制具有以下优点:①容易实现不同精度等级的控制,从±25%的脉冲型工具到±1%的手工拧紧轴(套筒);②拥有大量的产品和过程设计的标准数据,且应用历史悠久;③过程和设备的有效性校验过程非常容易;④工程师非常熟悉,广为人知。

缺点:①夹紧力的精度很差,可能到±60%,受摩擦系数影响大;② 没有根本办法防止螺栓断裂;③以上2个原因导致螺栓能力利用率低±60%。扭矩控制曲线如图2所示。

角度控制是在弹性区域内避免摩擦系数大范围变动对夹紧力的影响,它通过控制转角来拧紧,利用了力矩变动较小的优势。


                               
登录/注册后可看大图



图2 扭矩控制曲线图

采用角度控制具有以下优点:①相对容易实现,只需规定拧紧的角度数(圈数);②过程和产品的有效性相对容易检查;③ 现场维修的成本和精度要求可以接受;④螺栓利用率得到大大提高。

缺点:①标准的拧紧规范通常不 能直接使用,必须做一些连接分析/实验室分析工作确定拧紧状态符合要求;②无法使用扭力扳手复紧来校验;③工具同时需要具有扭矩和角度测量能力。

采用螺栓塑性区域内的角度控制,在批量生产条件下检验工具性能满足要求较难,设置和校验产品参数的费用较高,螺栓一般无法重复使用,另外也很难确定螺栓塑性变形时的拧紧角度,控制、检验比较困难。我们不可能将一个塑性变形后即将断裂的螺栓拿来继续使用,同理而言,螺栓的利用率是很高的,一般都采用弹性变形区的角度控制法。角度控制曲线如图3所示。


                               
登录/注册后可看大图


图3 角度控制

屈服点控制是最困难的一种拧紧控制方法,需要专业、精密的仪器进行多次的测量与试验分析才能完成,过程检验困难, 设备比较昂贵,一般情况下不采用屈服点控制(图4)。


                               
登录/注册后可看大图


图4 屈服点控制

结合汽车线束产品中熔断丝盒和中央电器盒中螺栓连接的特点,本文重点讨论螺栓拧紧连接的扭矩控制与检验方法。

3、螺栓拧紧工具级别与选用

常用的螺栓拧紧与测量工具有以下几种:呆扳手、手动套筒、电动螺丝刀(套筒)、气动冲击扳手、咔嗒扭矩扳手、数显扭矩扳手、指针扭矩扳手等,其中数显扭矩扳手、指针扭矩扳手也可作为扭矩检验的工具。图5为常见的拧紧工具。


                               
登录/注册后可看大图

图5 常见的拧紧工具

拧紧工具又根据工具类别和拧紧精度与性能分为3类。线束制造企业通常采用的拧紧工具有呆扳手、咔嗒手动扭矩扳手、 电动螺丝刀(套筒)、气动冲击扳手、数显扭矩扳手、指针式扭矩扳手。

由图5可以看出,大部分线束制造企业的螺栓拧紧工具处于第1类,只有螺栓扭矩检验工具才使用数显扭矩扳手或指针式扭矩扳手,在螺栓拧紧工具方面还有巨大的提升空间。

另外一个不可回避的问题就是成本问题,工具的自动化、智能化程度越高,拧紧工具的成本也就成数十倍 的增加,造成相关产品的制造成本增加,需要根据成本、价值相关数据分析,采用适合的拧紧工具。图 6为拧紧工具类别。


                               
登录/注册后可看大图

图6 拧紧工具类别

4、螺栓连接的动态扭矩与静态扭矩

动态扭矩是指当紧固件在被固定的过程中测量得到的最大峰值。扭力扳手和电、气动力工具都可以施加动态扭矩。动态扭矩不能在紧固件被紧固之后测量。

静态扭矩是指拧紧完成后用手动方式拧紧力矩,使螺栓再次旋转或离开拧紧位置时输出的扭矩(克服静态摩擦力),检测扭矩即静态扭矩。

通俗地讲,动态扭矩就是某型号线束生产流水线班前,用数显扭矩测量仪器测定气动扭矩扳手的扭矩设定数值,静态扭矩就是质检员对线束熔断丝盒螺栓用指针或数显扭矩扳手验证后得到的扭矩验证数值。

动态扭矩是通用汽车公司认可的拧紧方式,当用手动扳手重新检测螺栓时,则采用静态扭矩,静态扭矩不是通用汽车公司认可的拧紧方式。

通用汽车公司认为:动态扭矩比静态扭矩更加准确,重复性更强。动态扭矩的读数与重检静态扭矩的读数通常是不相同的。而且不同的粘结点,不同的螺栓,差别程度又有所不同。由于静态重检不如原先的动态扭矩准确,而且还会损坏好的粘结点,所以对合格工件进行重新检 测不是一个好方法。静态重检应只限于工件返修,工件故障分析或工件拆卸检查,不要对好的发动机或变速器进行静态检查。

在线束的生产制造过程中,尽管在班前对螺栓的拧紧工具进行了扭矩校正,但是实际生产过程中,螺栓的拧紧工具有可能出现故障,造成螺栓的动态扭矩值不符合设计要求, 所以仅靠动态扭矩来保证拧紧品质还远远不够,仍然要对总装完毕的线束中螺栓进行二次静态扭矩验证,充分发挥静态扭矩的监控作用,确保线束中螺栓拧紧合格。

文章来源于线束专家,侵删


发表于 2024-2-4 09:24:11 | 显示全部楼层
感谢楼主的分享
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

手机版|小黑屋|QPDCA质量论坛 ( 苏ICP备18014265号-1 )

QPDCA质量论坛最好的质量管理论坛 GMT+8, 2024-2-23 01:38 , Processed in 0.100947 second(s), 17 queries , Gzip On.

无锡惠山区清华创新大厦901室0510-66880106

江苏佳成明威管理咨询有限公司 版权所有

快速回复 返回顶部 返回列表