拧紧基础中文.pdf

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拧紧基础知识拧紧基础知识霍伟光英格索兰2015年工具形式及选择工具形式及选择优点：

动力与重量比高快速无反作用力不需要技术保养紧凑价格便宜缺点：

较少的控制有嘈音有震动冲击扳手冲击扳手冲击扳手结构冲击扳手结构优点输出扭矩大输出扭矩大快速快速无反作用力无反作用力低噪音低噪音在断气时达到扭矩在断气时达到扭矩体积小体积小缺点需要专业人员维修需要专业人员维修适合中等连接使用适合中等连接使用液压脉冲扳手液压脉冲扳手液压脉冲工具的原理是采用标准叶片式马达驱动液压机构扭矩的传递是通过压缩液压机构腔中液压油而产生压差这个压差可以产生扭矩脉冲，并传递到螺栓当连接件由硬连接到软连接液压脉冲工具的扭矩输出会变化液压脉冲工具最适合的连接为中性连接或硬连接对于所有工具输出扭矩可以调整液压脉冲扳手液压脉冲扳手液压脉冲扳手液压脉冲扳手冲击扳手冲击扳手精度：

无要求的场合精度：

无要求的场合金属与金属接触金属与金属接触振动高振动高噪音高噪音高维修成本高维修成本高较贵的锤片，凸轮和输较贵的锤片，凸轮和输出轴出轴液压脉冲扳手液压脉冲扳手精度：

精度：

+/-20%非金属与金属接触非金属与金属接触振动低振动低噪音低噪音低维修成本低维修成本低液压油，液压油，O形圈以及油形圈以及油封封冲击扳手与液压脉冲扳手冲击扳手与液压脉冲扳手震动比较震动比较-液压脉冲扳手与冲击扳手液压脉冲扳手与冲击扳手0123456UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130噪音水平比较噪音水平比较-液压脉冲扳手与冲击扳手液压脉冲扳手与冲击扳手020406080100120UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130UW-6SLKALPHA-61UW-8SHKALPHA-80UW-9SKALPHA-90UW-13SKALPHA-130振动和噪音水平比较振动和噪音水平比较缺点：

缺点：

无扭矩输出拧紧速度双手操作（弯角扳手）优点：

优点：

很好地重复性不很贵不会过扭矩离合器型气动工具离合器型气动工具当工件达到预设扭当工件达到预设扭矩时，离合器弹簧矩时，离合器弹簧压缩触发机构切断压缩触发机构切断马达的供气，该离马达的供气，该离合器可以提供非常合器可以提供非常好的重复性。

好的重复性。

离合器自动断气型扳手离合器自动断气型扳手优点准确低噪音洁净带反馈控制人机工程设计运行成本低可以与PLC或网络连接缺点高投资有反作用力双手操作（弯角扳手）电动拧紧机电动拧紧机IC1MIC1D拧紧机控制器拧紧机控制器操作者的人机工程设计（反作用杆，工具重量，机械臂位置，使用频率）使用频率使用频率螺栓和驱动形式螺栓的接近性连接件的重要性数据采集扭矩大小投资额使用动力可维护性拧紧方法拧紧工具选择拧紧工具选择可靠的螺栓连接取决于下面的因素：

螺栓的质量和形式连接材料的一致性使用的装配工具装配方法和策略操作者影响摩擦系数的分散连接件的可维修性在设计产品的初始阶段就应选择工具和装配方式，这样是非常有效的拧紧工具选择综述拧紧工具选择综述扭矩测量术语扭矩测量术语动态扭矩-使用动力工具拧紧螺栓所达到的扭矩峰值-装配统计过程控制中的最好的和最准确的测量值静态扭矩-在螺栓处于静止状态下的扭矩值-仅在监视最小扭矩时使用扭矩测量术语扭矩测量术语残留扭矩-拧紧完成以后，在对螺栓沿同一方向拧紧所测量出的扭矩-由于所采用的测量工具不同，测量误差会比较大扭矩测量术语扭矩测量术语扭矩测量技术扭矩测量技术扭矩测量扭矩测量“标记法Back-to-the-Mark”准确度:

高方便性/速度:

低将要返松的螺栓作出标记，再拧紧到原来的位置真实检测动态拧紧扭矩适合带有螺纹的场合费时扭矩测量扭矩测量“返松法Off-torque”准确度:

低方便性/速度:

中测量返松的扭矩峰值所测量的返松扭矩与拧紧扭矩的偏差较大带响声手动扭矩扳手准确度:

低方便性/速度:

高在拧紧过程中，当工具达到预设扭矩时发出响声不是真正的检测方法只是扭矩再复合的方法只能保证所要检查的螺栓已经拧紧扭矩测量扭矩测量扭矩测量扭矩测量扭矩手动扳手准确度:

低方便性/速度:

中用工具测量直到操作者感觉到螺栓转动在工具上指示的是峰值扭矩操作者的经验和连接件的条件对结果有影响扭矩测量扭矩测量扭矩/角度扳手带外部记录仪器准确度:

较高方便性/速度:

低可以测量动态扭矩设备笨重使用不方便扭矩测量扭矩测量扭矩/角度力矩扳手带有动态扭矩监测算法准确度:

高方便性/速度:

高真正测量动态扭矩，将螺栓旋转很小的角度2-4动态扭矩动态扭矩静态扭矩峰值角度角度,qq动态测量时的残留扭矩扭矩扭矩,T门槛扭矩转动角度2-4工件连接基础知识工件连接基础知识硬连接硬连接-30或更少或更少-较高扭矩斜率较高扭矩斜率软连接软连接-720或更大或更大-较低扭矩斜率较低扭矩斜率工件连接基础知识工件连接基础知识硬连接从门槛扭矩到最终扭矩所转的角度为30或更小（如：

最终扭矩的10%到100%的角度为27）软连接从门槛扭矩到最终扭矩所转的角度为720（如：

最终扭矩的10%到100%的角度为650）根据根据ISO5393的标准来定义连接斜率的标准来定义连接斜率对于同样的要求扭矩，连接斜率对于最终夹紧力的影响很大对于同样的要求扭矩，连接斜率对于最终夹紧力的影响很大ClampLoad（torque）Angle（Time）ClampLoadAngle连接形式连接形式扭矩扭矩TLTHTC门槛扭矩门槛扭矩27As30A1TLTHTC门槛扭矩门槛扭矩720A0As连接形式连接形式角度角度连接形式连接形式主导扭矩在达到最终扭矩前的一种较大扭矩在达到最终扭矩前的一种较大扭矩有可能是硬连接或软连接有可能是硬连接或软连接举例举例-自攻螺纹自攻螺纹-螺纹切割螺纹切割-自锁螺栓自锁螺栓-损坏螺纹损坏螺纹-主导扭矩主导扭矩门槛扭矩门槛扭矩THTCTL拧紧基础知识拧紧基础知识扭矩和转角扭矩和转角长度长度（米，英尺）力力（牛顿，磅）扭矩扭矩=力力x长度长度角度角度90135拧紧基础拧紧基础拧紧螺栓的过程实际上是能量的传递过程在扭矩-角度曲线下的面积与拧紧螺栓所需要的能量成比例T=KdFT=扭矩d=直径F=力K=摩擦系数角度,q扭矩,T面积能量螺纹摩擦力夹紧力螺帽摩擦力扭矩螺帽摩擦力螺帽摩擦力-55%罗纹摩擦力罗纹摩擦力-35%夹紧力夹紧力-10%扭矩消耗到哪里去了扭矩消耗到哪里去了?

拧紧曲线拧紧曲线扭矩上限扭矩下限合格窗口角度下限角度上限门槛扭矩主导扭矩dTdTorqueGradientJointRateq扭矩扭矩（夹紧力夹紧力）角度角度,qq目标扭矩螺栓屈服点塑性变形区弹性变形区自由拧紧自由拧紧自由拧紧：

自由拧紧：

在螺栓头在螺栓头/螺母与接螺母与接触面没有接触之前。

触面没有接触之前。

塑性变形塑性变形/屈屈服点服点塑性变形塑性变形/屈服点：

屈服点：

螺栓永久螺栓永久变形或螺纹、连接和垫片达变形或螺纹、连接和垫片达到屈服点。

到屈服点。

弹性夹紧弹性夹紧弹性夹紧弹性夹紧:

扭矩扭矩/角度斜率均角度斜率均匀，工具将能量传递给装配匀，工具将能量传递给装配件件。

门槛扭矩门槛扭矩门槛扭矩门槛扭矩:

螺栓和与连接面对螺栓和与连接面对正后正后拧紧曲线拧紧曲线kdPT扭矩控制拧紧过程扭矩控制拧紧过程拧紧方法拧紧方法扭矩上限扭矩下限门槛扭矩扭矩扭矩（夹紧力夹紧力）角度角度,qq目标扭矩扭扭扭扭矩矩矩矩分分分分散散散散（%）摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力分分分分散散散散（%）夹夹夹夹紧紧紧紧力力力力分分分分散散散散（%）0011551122.88110011551166.22225511552288.00550011555511.66夹紧力的变化是由于摩擦力的变化而引起的。

即使使用非常准确的扳手也不能帮助夹紧力的分散。

但是使用不准确的扳手，又对夹紧力的分散有影响。

扭矩控制拧紧扭矩控制拧紧拧紧方法拧紧方法扭矩控制拧紧应用扭矩可以直接或间接控制目标扭矩通常在螺栓屈服点的50%到85%在螺栓的塑性变形区应用90%的应用扭矩用于克服摩擦力上也可称之为：

扭矩，直接扭矩夹紧力精度夹紧力精度25%拧紧方法拧紧方法第一步：

对连接的工件施加扭矩，使之初步连接达到门槛扭矩第二步：

旋转预定的角度最初设想应用于超出屈服点的拧紧应用，现在也应用于塑性变形区的拧紧需要应用试验确定门槛扭矩值和旋转的角度值上述拧紧过程为：

旋转螺栓，扭矩+角度夹紧力精度夹紧力精度15%角度控制角度控制拧紧方法拧紧方法角度控制角度控制kdPT360pFpq角度下限角度上限门槛扭矩扭矩扭矩（夹紧力）夹紧力）角度角度,qq角度控制值角度控制角度控制夹紧力的分散主要是由于摩擦力的分散引起的，该拧紧过程中门槛扭矩中的摩擦力的分散为主要影响因素在角度控制过程中，摩擦力分散的影响对夹紧力不会影响，只是控制角度的分散对其有影响kdTFp360pFpq角度说明:

门槛扭矩的误差会产生初始夹紧力分散误差门槛扭矩尽可能小当使用较大的门槛扭矩时，夹紧力与角度的关系受到影响较小的门槛扭矩会在计角度之前，减少扭矩的分散在拧紧塑性变形区内的螺栓时，它的屈服点强度也是一个影响因素角度控制角度控制屈服点控制屈服点控制在拧紧过程中监视扭矩和角度已经存储扭矩斜率的变化曲线，当扭矩斜率变化曲线下降到最大摩擦力时，可以判断已经到屈服点充分发挥螺栓的最大负荷能力摩擦力的影响很小每次拧紧后可以进行扭矩角度检查螺栓可以重复使用可以认为是：

扭矩到屈服点夹紧力精度夹紧力精度8%拧紧方法拧紧方法屈服点控制屈服点控制扭矩斜率最大值的扭矩斜率最大值的50%扭矩斜率变化曲线螺栓屈服点螺栓屈服点扭矩扭矩扭矩（夹紧力）夹紧力）角度角度,qq屈服点控制屈服点控制拧紧完成后，夹紧力的波动减少拧紧完成后，夹紧力的波动减少夹紧力的分散由于螺栓强度的分散而不是摩擦力的分夹紧力的分散由于螺栓强度的分散而不是摩擦力的分散引起的散引起的螺栓的强度控制要比摩擦力的控制要容易螺栓的强度控制要比摩擦力的控制要容易螺螺螺螺栓栓栓栓强强强强度度度度分分分分散散散散（%）摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力分分分分散散散散（%）夹夹夹夹紧紧紧紧力力力力分分分分散散散散（%）44220077.338822001100.1144110055.1188110088.66PRELOAD,NEXPECTEDTORQUE,NmThreadGradeSizeRange8.810.912.98.810.912.9M4x0.7Minimum4,4006,2007,3003.14.45.3Maximum5,6007,6008,8004.367.2M5x0.8Minimum7,20010,00012,2006.4911Maximum9,20012,40014,6008.71215M6x1.0Minimum10,20014,20016,1001114