拧紧基础知识
螺栓螺母拧紧基础知识
螺栓螺母拧紧基础知识
Diagram 11 屈服点控制，以Rp0.2 为限
Diagram 12 : 屈服点拧紧控制方法
螺栓螺母拧紧基础知识
屈服点拧紧控制方法的优点： 装配后紧固件夹紧力的散差仅来自于： - 螺栓强度等级的变化 - 螺纹摩擦系数的变化（支撑面的摩擦系数对于该夹紧力无影响）
螺栓螺母拧紧基础知识
摩擦系数计算公式
µ-total --
= --T--/--F--–--0-,-1-5--9--•-p------------------0,578 • d2 + Db / 2
µ-thread = --T-t-h-/0--,F5--7–-8-0-•,-1-d5-29--•--p--------------------
角度控制拧紧方法的缺点: - 不是对所有螺栓适用：尤其对于短螺栓以及短自由 螺纹的螺栓不适用； - 会造成被连接件表面的高压力，大的螺栓拧入长度 以及大的旋转角度，在选择螺栓材料、螺栓头尺寸和 镀层及润滑时， 必须要考虑到这些情况；
螺栓螺母拧紧基础知识
Hiபைடு நூலகம்
Lo
Hi
Diagram 8 : Bolt assembling – Torque Control
螺栓螺母拧紧基础知识
Table 1 : Material characteristics
螺栓螺母拧紧基础知识
Table 2 : Material characteristics
螺栓螺母拧紧基础知识
Hi
Lo
Hi
Diagram 6 : Bolt assembling – Angle Control
螺栓螺母拧紧基础知识
汽车螺栓拧紧基础知识
115 51600
94.3 37120
103.7 46400
99.5 39160
109 48960
180 58940
198 73680
164 53950
180 67440
172 56380
189 70480
261 73600 284 80000 287 92000 312 100000
408 100400 434 106800 448 125600 477 133600
为技术人员制定拧紧力矩标准和 工具选型提供了参考
主要内容
螺纹副基本知识
T
汽车常用螺纹副类型
螺纹强度（等级及标记）
螺纹拧紧原理及控制
螺纹拧紧原理 拧紧力矩控制方法
拧紧力矩的管理基础
拧紧工具的选择 拧紧检具及检测方法 拧紧力矩的影响因素
螺纹松弛分类、原因及防松措施
附：案例分析
一.螺纹副基本知识 1.汽车常用螺纹副类型 2.螺纹强度（等级及标记）
极限紧固轴力
粗牙螺纹
细牙螺纹
粗牙螺纹
细牙螺纹
扭矩 （Nm）
轴力（N）
扭矩 （Nm）
轴力（N）
扭矩 （Nm）
轴力（N）
扭矩 （Nm）
轴力（N）
19.6 12860 —— —— 21.5 16080 —— ——
47.6 23420
51
25080 51.3 29280 56.1 31360
105 41280
min 190 240 340 300 420 480 640 660 720 940 1100
伸长率 %
min
25
22
—
20
螺栓基本知识
防松紧固件：
异形牙螺母、镶圈螺母、开槽螺母、带齿螺栓 （螺母）
第六部分 螺纹孔深度加工及攻丝注意事项
螺纹孔加工尺寸和深度计算 普通螺纹手动攻丝方法及注意事项
普通丝锥攻螺纹中常出现的问题
案例三
在转角法中，转角已达到设定值，而最终力矩值超小 出了监控范围（70-110 N· m）机器报警？？？
4.6、加强过程控制
首检
巡检
第五部分 螺纹常见的失效形式与预防措施
常见的失效形式
防止松动的有效措施
5.1 螺纹联接的常见失效形式:
松动 装配拉长
疲劳断裂
延迟断裂
装配断裂
装配脱扣
过载静断
支承面摩擦力 矩TW 轴力
2）螺纹副摩擦力矩TS
T = Ts + Tw 注：轴向力所产生的力矩为 零。
轴力
螺纹副摩擦 力矩TS
2.4、拧紧力矩和紧固轴力的关系
紧固轴力Ff （预紧力）的计算： 弹性区域内 T = K Ff d
紧 固 轴 力 Ff 塑性区
Fmax Kmin Kmax
弹性区
Fmin
连接零件 角螺栓和螺母 凸缘螺栓和螺母
扭矩系数 K
有润滑
0．18 0．23
无润滑
0．26 0．31
4.5.3 零部件质量的影响
零部件的质量对拧紧力矩的也有一定的影 响，如螺纹烂牙、定位尺寸误差、支撑面变形 等。 例：轮胎螺栓与钢圈的定位误差，易造成 “假扭矩”，即力矩达到要求，在地面滚动后， 力矩急剧下降。 连接件表面存在有杂质、磕碰、毛刺、定位误 差、支撑面变形等，使结合面产生非正常连接，螺 纹结合面将产生咬合现象。使得相同的装配扭矩所 产生的轴向预紧力降低、甚至为零。
扭矩知识基础-简
第二章 螺栓连接的方式
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 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 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 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 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； 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， 而无法精确控制扭矩值。
扭矩 = OK 角度 = 过低
扭矩 = OK 角度 = OK
角度
扭矩合格角度过低:这种情况存在的可能性有：重复拧紧螺栓、螺纹 损坏、螺纹副中有杂质、漏装胶垫圈或者垫片、相配合的零件材质 变硬等；
41
第六章 拧紧工作中常见问题
扭矩 OK, 角度过高
扭矩
扭矩 = OK 角度 = OK
扭矩 = OK 角度 = 过低
螺纹副中摩擦力
夹紧力
摩擦 力
15%
40%
螺纹副中摩擦力
5
45%
%
坏的螺 纹
普 通
润滑后的螺 栓
紧固轴 力
16 2008-07-16
第一章 拧紧基本术语与原理
影响夹紧力的因素
摩擦 不可靠的装配技术
沉降力
– 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
15 2008-07-16
夹紧力10%
90% 的扭矩用于 克服摩擦力
100%
扭矩(M) = 力 (F)*力臂 (L)
螺纹拧紧培训资料
螺纹拧紧培训资料一.螺纹副基本知识1.汽车常用螺纹副类型2.螺纹强度（等级及标记）二.螺纹拧紧原理及控制1.螺纹拧紧原理2.拧紧力矩控制方法三.拧紧力矩的管理基础1.螺纹紧固的四种错误2.螺纹松弛的分类及防松措施2.拧紧工具的选择3.拧紧检具及检测方法4.拧紧力矩的影响因素一.螺纹副基本知识1. 汽车常用螺纹副类型螺纹联接是机械零部件之间结合的最常用方式之一，与铆接、焊接等结合方式相比，具有装配与维修的方便性，也是标准化程度最高的机械零件。
汽车常用螺纹紧固件主要包括：螺栓、螺柱、螺钉、螺母、弹簧垫圈、平垫圈、锯齿垫圈、螺塞、扩口式管接件、卡套式管接头体、锥形管接头体等。
汽车常用螺纹副如表一：Q150B（粗牙）Q151B（细牙）Q173B（细牙）Q128(等长)Q254Q271Q296Q340B（粗牙）Q341B（细牙）六角槽形螺母Q381B（细牙）————六角穿孔螺栓Q818锥螺纹直通接头体Q805球面螺母Q302内螺母Q304代表件代号螺纹副外螺纹六角螺母常用品种简图十字槽沉头木螺钉、十字槽半沉头木螺钉、十字槽圆头木螺钉等、自攻螺钉（十字槽盘头自攻螺钉）木螺钉（十字槽沉头木螺钉）紧固件名称六角螺栓六角螺杆带孔螺栓双头螺柱螺钉（十字槽沉头螺钉）六角螺栓、六角法兰面螺栓、六角法兰承面带锁齿螺栓、六角头螺栓带垫圈组合件等六角螺母、六角薄螺母、六角厚螺母、六角法兰面螺母、焊接螺母等等长/非等长双头螺柱、焊接螺柱等内螺纹普通螺纹六角头头部带孔螺栓、六角头螺杆带孔螺栓等十字槽沉头螺钉、十字槽盘头螺钉、十字槽盘头螺钉带垫圈组合件等、十字槽沉头自攻螺钉、十字槽盘头自攻螺钉、十字槽大半圆头自攻螺钉等、六角槽形螺母、六角槽形薄螺母等六角穿孔螺栓直通接头（平面式）其他碟形螺母、U形螺栓及螺母等锥螺纹管螺纹车轮螺母直通接头（球面式）锥螺纹直通接头体、锥螺纹直角接头体、锥螺纹三通接头体等球面螺母（左/右旋）、锥面螺母（左右旋）、法兰球面螺母（左/右旋）内螺母（左/右旋）直通、弯头、三通等（分卡套式--标准件、球面式接头和平面接头式）2. 螺纹强度（等级及标记）螺纹的性能等级一般有：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9。
调试工常用材料基础知识
伸长率 % min 25 22 — 20 — — 12 12 10 9
8
HRB （max)
95
99.5
——
HRC
洛氏硬度HR
（max) HRB
（min)
52
67
—— 71 79
82
89
32
34 37 39 ——
44
HRB （min)
——
22 23 28 32 39
等级性能： 日/韩标准
对应中国标准
伸展方向
8
1
3
6
5
4
2
7
3
1
8
6
5
7
2
4
3.螺纹松弛的分类、原因和防松措施
螺纹松弛的分类与原因
螺栓无 倒转时 产生的 松弛
螺栓倒 转时产 生的松 弛
① 防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运
角度
θ min
θ max
注：扭矩控制法 的一种辅助监控
扭矩 Tmax Tmin
扭矩 = OK 扭矩 = OK 扭矩 = OK 角度 = 过低 角度 = OK 角度 = 过高
角度
扭矩+角度 控制法
扭矩
扭矩 = OK 扭矩 = OK
△θ
T0
角度
θ1
θ2
例：缸盖螺栓拧紧要求为 64Nm + 松懈 + 20Nm + 90°+ 90°
怎么识别？
◆ 韩标件系统 瑞风、瑞鹰、同悦、和悦
◆ 汽标件系统 宾悦、同悦、和悦
◆ 非标件系统
螺母：13469－12001 13468－14001 13141－16001
14 黄色
紧固件培训资料
紧固件培训资料紧固件是机械制造中广泛使用的连接元件，用于固定和连接不同部件或构件。
它们在各种行业中都得到广泛应用，例如机械制造、汽车、航空航天、电子设备等。
由于紧固件的作用至关重要，掌握相关知识和技能对于工程师和相关从业人员来说是非常重要的。
本文将为您介绍一些有关紧固件的基础知识和培训资料。
一、紧固件概述紧固件是指用来连接或固定零件的器具或装置，通常包括螺钉、螺母、垫圈、螺栓、螺柱等。
它们通过力的形式将各个部件固定在一起，保证机械装置的正常工作和安全运行。
紧固件的种类繁多，不同的应用场景需要使用不同类型的紧固件。
二、螺纹紧固件螺纹紧固件是最常见的一种紧固件，它们通过螺纹的连接方式实现固定效果。
常用的螺纹紧固件有螺钉和螺母。
螺纹紧固件可以采用不同的螺纹类型，例如常用的公制螺纹和英制螺纹。
了解螺纹紧固件的基本知识和使用技巧对于正确使用和维护机械设备至关重要。
三、紧固件的材料和表面处理紧固件的材料选择和表面处理对于其性能和寿命具有重要影响。
常用的紧固件材料包括碳钢、合金钢、不锈钢等。
不同材料具有不同的力学性能和耐腐蚀性能，因此在选择紧固件材料时需充分考虑使用环境和要求。
另外，表面处理可以改善紧固件的耐腐蚀性能和外观质量，常见的表面处理方法包括镀锌、镀镍、电镀等。
四、紧固件的安装和拧紧正确的安装和拧紧紧固件是确保其性能和质量的重要步骤。
过松的紧固件可能导致连接失效，而过紧的紧固件可能引起应力集中和螺纹损坏。
安装时应严格按照规范进行，使用合适的工具和方法，避免应力集中和松动。
拧紧紧固件时应根据具体要求选择合适的拧紧扭矩和拧紧角度。
五、紧固件的质量控制紧固件的质量控制对于确保连接的可靠性和安全性十分重要。
各个环节的质量控制包括原材料的检验、生产工艺的控制、产品的测试和检验等。
常见的质量控制方法有寸法和外观检验、拉力和扭矩测试等。
了解质量控制方法和要求有助于提高紧固件的质量和可靠性。
六、紧固件培训资料推荐为了帮助从业人员更好地掌握紧固件的知识和技能，以下是一些优秀的紧固件培训资料推荐：1. 《紧固件工程手册》：该手册详细介绍了紧固件的基础知识、设计原理、选型方法等内容，是一本非常实用的参考书。
螺栓基本知识
直接显示扭矩值，随扭矩的变化而显示出瞬时值，可记录打印，精度较高
直接显示扭矩值，随扭矩的变化而显示出瞬时值，可记录打印，精度较高
常用定扭工具对比 从起始点计算转角，同时记录扭矩
气压的稳定性对拧紧力矩的影响较大，不同的气压，风动工具将输出不同的力矩。
5、影响预紧力（夹紧力）的因素
1）夹紧力过小，被连接件容易松动；
扭矩 T0
角度 = OK 扭矩 = OK
△θ
角度
θ1
θ2
扭矩转角法与扭矩法比较
a=(F-TS/KD) /η F
F0 Fyv
Fs
T=k •D • F F
Fpv F0 (0.30.7) Fyv
a
A
T
3.2.4 屈服点控制法
Ⅰ.拧紧系统先将螺栓拧至一起始力矩（50%），然后 系统不断计算扭矩/转角斜率，当螺栓材料达到屈服点 （扭矩不再增加，而角度增加很快），斜率急剧下降， 则系统发出控制信号；
2 3
d3u d2u
d3i d2i
1.3d；
du、di分别为摩擦圆的外径及内径；
d为螺纹公称直径；
为螺纹升角,粗牙螺纹250，细牙螺纹210
为垂直截面内的螺纹牙形半角，约为2958
2.3、拧紧力矩的组成
支承面摩擦力 轴力
1）支承面摩擦力矩TW 矩TW
2）螺纹副摩擦力矩TS
T = Ts + Tw
注：轴向力所产生的力矩为 零。
2.2、理论公式
TF 2 dp1c c o so s s ttsg g dw
w 1 2F dpco ss dptg dw
w
式中：s为螺纹副摩擦系数；w为端面摩擦系数； dp为螺栓有效直径,粗牙螺纹，dp0.906d,细牙螺纹，dp0.928d；
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:低
方便性/速度 : 高
Apply Torque Until Wrench Clicks at Set Torque
Not a Real Audit Method -- Basically a Torque Re-
Application Method
Only Gives Assurance That Inspected Fastener
离合器自动断气型扳手
Once pre set torque is delivered to the joint, Clutch spring gets compressed triggering the mechanism to shut off air supply to the motor, providing excellent repeatability.
拧紧机控制柜
拧紧工具选择
Tightening Strategy
Maintainability
Data Collection
Power Source
Joint Criticality
Budget
Access to Fastener
(Size and Space Constraints)
Torque Level
Tool and assembly method selection should occur early in the design process to be most effective
扭矩测量术语
动态扭矩 - Peak Torque Measured During the Installation of a
Cycle Rate
Fastener and Drive Type
Operator Ergonomics
(Reaction, Tool Weight, Arm Position, Frequency)
拧紧工具选择综述
Reliable bolted joints are dependent on many factors: Fastener quality and type Consistency of joint materials Assembly tool used Assembly method or strategy Operator Influence Frictional Scatter Maintenance of bolt clamp load
Has Been Tightened
扭矩测量
扭矩手动扳手
准确度
:低
方便性/速度
:中
Apply Torque Until Operator Senses Movement Read Peak Torque on Tool Indicator Subject to Operators Skill and Joint Conditions
Fastener Using a Power Tool - The Preferred and Most Accurate Measurement For Assembly Statistical process Control
静态扭矩
- Torque Value That Exist Without Producing Rotation in a Fastener - Used Only as an Indication of a Minimum Torque
冲击扳手结构
离合器型气动工具
POSITIVES
Good Repeatability Inexpensive Low Overshoot
NEGATIVES Torque Readout Run down speed Two Hand Operation (angle wrenches)
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
Capable of Measuring Dynamic Torque Equipment Is Bulky and Difficult to Use
ห้องสมุดไป่ตู้
扭矩测量
“标记法 Back-to-the-Mark”
准确度
:高
方便性/速度 : 低
Mark then loosen Bolt. Tighten Back to Original Position Truly Checks Dynamic Tightening Torque Works Only in Tapped Holes Time Consuming
扭矩测量
“Off-torque”
准确度
:低
方便性/速度 : 中
Measure Peak Loosening Torque
Measurement of Off-Torque Does Not
Relate Accurately to Tightening Torque
扭矩测量
带响声手动扭矩扳手
准确度
残留扭矩
- Torque Measured After Fastener is Installed by Rotating The Fastener in Tightening Direction - Can Have Significant Measurement Error depending on equipment used to Audit Torque
拧紧机资料之一
美国英格索兰公司
拧紧基础知识
工具形式及选择
冲击扳手
POSITIVES High power to weight ratio Fast No Reaction Non Technical Maintenance Compact Inexpensive
NEGATIVES Little or No control Noisy High Vibration
电动拧紧机
POSITIVES
Accurate Low Noise Clean Closed - Loop Feedback Ergonomic Low Running Cost Can be interfaced with PLCs and BCRs
NEGATIVES
High Initial Investment Torque Reaction Two hand operation (angle tools)