拧紧技术及拧紧机

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拧紧机的结构与原理

拧紧机的结构与原理

拧紧机的结构与原理
拧紧机是一种用于拧紧螺栓或螺母的机械工具。

其结构和工作原理如下:
1. 结构:拧紧机通常由电动机、摩擦装置、扭矩传感器、控制系统等部件组成。

- 电动机:用于提供动力,产生转动力矩。

- 摩擦装置:包括摩擦片、钳口等,用于固定和旋转螺栓或螺母。

- 扭矩传感器:用于测量拧紧力矩,将实际力矩信号反馈给控
制系统。

- 控制系统:用于控制拧紧机的工作过程,包括设定工作参数、监测反馈信号、判断拧紧结果等。

2. 原理:拧紧机根据预设参数,通过控制电动机的转速和力矩输出,使螺栓或螺母达到预定的拧紧程度。

- 设定参数:操作人员在控制系统中设定拧紧需求,包括拧紧
力矩、角度、时间等。

- 开始工作:控制系统接收设定参数后,启动电动机,开始提
供动力。

- 摩擦力矩:摩擦装置将动力传递给螺栓或螺母,产生摩擦力矩。

- 力矩监控:扭矩传感器实时监测摩擦力矩,并将实际力矩信
号反馈给控制系统。

- 控制终止:控制系统根据实际力矩信号与设定参数进行比较,判断拧紧结果,当达到设定要求时,控制系统关闭电动机,停止工作。

拧紧机通过控制电动机的工作参数,实现对螺栓或螺母的精确拧紧,保证工件的装配质量和可靠性。

2024年拧紧机市场发展现状

2024年拧紧机市场发展现状

2024年拧紧机市场发展现状概述拧紧机是一种用于紧固螺栓、螺钉或其他螺纹连接件的工具。

随着制造业的发展和自动化程度的提高,拧紧机在各个行业中的应用越来越广泛。

本文将对拧紧机市场的发展现状进行分析和探讨。

市场规模和增长趋势拧紧机市场在过去几年中呈现出稳定增长的趋势。

据市场研究公司的数据显示,拧紧机市场的规模在过去五年中年均增长率超过5%。

这主要得益于制造业的快速发展,以及对产品质量和工艺要求的提高,对拧紧机的需求不断增加。

应用领域拧紧机广泛应用于汽车、航空航天、电子、机械制造等多个行业。

其中,汽车行业是拧紧机市场的主要应用领域之一。

随着汽车工业的兴起和全球汽车产量的增加,对拧紧机的需求也在不断增加。

在机械制造业中,拧紧机在装配线上起着至关重要的作用,能够提高生产效率和产品质量。

技术发展趋势近年来,随着科技的不断进步,拧紧机的技术水平也在不断提高。

以下是一些拧紧机技术的发展趋势:1. 自动化随着制造业的自动化程度不断提高,拧紧机也在向自动化方向发展。

自动化拧紧机能够实现自动识别螺栓的规格和扭矩要求,并自动进行拧紧操作,提高生产效率和减少人工错误。

2. 智能化随着物联网和人工智能的发展,拧紧机也越来越智能化。

智能拧紧机能够通过传感器和算法分析,实时监测拧紧力度和角度,提供更准确的拧紧过程控制和质量保证。

3. 节能环保节能环保是当今社会的重要发展方向,拧紧机也在朝着节能环保的方向发展。

采用高效电机、低能耗材料和能量回收技术,可以减少能源消耗和废物排放,降低生产成本和对环境的影响。

4. 数据化管理随着制造业的数字化转型,拧紧机也开始向数据化管理方向发展。

通过与生产线的连接,实时监测和记录拧紧过程数据,为质量控制和生产管理提供数据支持和决策依据。

竞争格局拧紧机市场竞争激烈,主要的竞争者包括国内外知名制造商和供应商。

这些公司通过不断创新产品和提供优质的解决方案,争夺市场份额。

同时,市场上还存在一些小型企业和新兴公司,它们通常通过特色化产品和差异化定位来寻求发展机会。

拧紧技术原理及应用介绍

拧紧技术原理及应用介绍

拧紧技术原理及应用介绍拧紧技术是指通过施加力矩将螺纹连接件(如螺栓、螺母等)固定在一起的工艺和方法。

它广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、船舶、建筑等各个行业中。

拧紧技术的原理是利用预紧力,即把螺栓与螺母的一侧转动,使其产生正向或反向的力,在力矩的作用下,使螺纹连接件互相牢固地连接在一起。

拧紧技术的概念包括一系列参数,如加矩、螺纹粘接、拉伸控制等。

首先,拧紧技术的主要参数是加矩。

在拧紧过程中,螺栓和螺母需要施加的力矩,称为加矩。

加矩是拧紧力和转动角度的乘积,表示了螺纹连接部件的受力情况。

一般情况下,加矩的大小与预紧力呈正相关关系,即加矩越大,预紧力越大。

其次,拧紧技术还要考虑螺纹粘接。

螺纹粘接是指在螺栓和螺母连接过程中,由于摩擦力和变形等因素,使之产生一定的阻力,从而防止连接部件松动。

螺纹粘接需要合理控制加矩的大小,以确保连接部件既不会松动,也不会损坏。

最后,拧紧技术还需要考虑拉伸控制。

拉伸是指螺栓或螺母在连接过程中产生的拉力。

拉伸受力状态对螺纹连接的稳定性和可靠性起着重要影响。

在拧紧过程中,需要控制螺栓或螺母的拉伸量,以确保其在工作过程中不会发生断裂。

拧紧技术的应用非常广泛。

首先,在机械制造领域,拧紧技术应用于各种各样的螺纹连接件,如螺栓、螺母、螺旋桨等。

通过合理的拧紧技术,可以确保机械设备的正常运行和安全性。

其次,在汽车制造领域,拧紧技术用于汽车组装过程中的各种连接件。

如引擎的连接螺栓、底盘的固定螺栓等。

通过科学的拧紧技术,可以保证汽车的性能和安全性。

现在汽车生产线上已经广泛应用了自动拧紧技术,提高了生产效率和质量。

再次,在航空航天领域,拧紧技术被广泛应用于飞机的制造和维修过程中。

飞机的安全性和可靠性非常重要,连接件的拧紧紧固强度必须得到严格控制。

因此,拧紧技术在飞机制造中起着至关重要的作用。

最后,在建筑领域,拧紧技术用于建筑结构的连接,如钢结构中的螺栓连接。

拧紧技术的应用能够保证建筑结构的稳固性和安全性,提高建筑结构的抗震性能。

拧紧技术简介

拧紧技术简介

装配工艺的确定
采用直接控制预紧力的方式控制联接质量是最有效的,但目前还不太可能 在流水线上通过直接控制预紧力来装配螺栓联接,只能通过控制和预紧力相 关的其它参数(如扭矩, 螺栓头或螺母转角,螺栓伸长量)来间接控制预紧力。目 前主要有以下几种装配工艺方法: 扭矩控制法 扭矩-转角控制法 扭矩-斜率控制法(屈服点控制法) 其它的控制方法
扭矩事后易复检 预紧力离散度大 受摩擦系数偏差影响大 螺栓材料利用率低
富奥紧固件分公司
FAWER
典型装配工艺介绍-扭矩法
VW 01126-1规定了弹性区装配标准扭矩值及预紧力最大值和最小值 。内六角螺钉类产品(小支承面)和法兰面螺栓类产品(大支承面)所给 数值有所差别,理论上该值不会造成螺栓屈服,但当装配条件处于以下恶 劣条件时可能达到螺栓的屈服极限。 1. 扭紧力矩超过了标准值 15 %; 2. 螺栓强度为相应强度等级的下限值Rmmin; 3. 摩擦系数 fG=fK=0.1 4. 舍入表的数值偏离实际计算出的数值+ 10 %。

富奥紧固件分公司
FAWER
拧紧工艺的重要性
紧固的三个阶段
设计
+
制造
+
装配
=
整车的正 常运行
-设计是前提 -制造是关键 -装配是最终的保障
富奥紧固件分公司
FAWER
预紧力离散度影响因素
联接副的 摩擦系数
使用的拧 紧工具及它 们的精度
预紧 力离 散
装配 工艺
富奥紧固件分公司
FAWER
拧紧精度分级
FAWER
螺纹紧固件预紧原理
摩擦性能试验机 国外研制此类设备主要公司: 德国Schatz, 德国Reck-Engineering, 美国RS-Technology, 法国Automatic;

拧紧设备技术要求

拧紧设备技术要求

拧紧设备技术要求1.功率和扭矩:拧紧设备的功率和扭矩是其最基本的要求。

不同类型的紧固件需要不同的扭矩水平来实现指定的紧固力,因此拧紧设备必须能够提供足够的扭矩范围。

此外,拧紧设备还应具有足够的功率以满足不同规格和尺寸的紧固器件的需求。

2.精度和稳定性:拧紧设备在施加扭矩时必须具有高度的精度和稳定性。

这对于确保紧固件达到所需的紧固力非常重要。

拧紧设备必须具有恒定的扭矩输出,以减少紧固件之间的差异性。

此外,拧紧设备还应具有高度的重复性,以确保在多次使用时能够提供一致的效果。

3.控制和监测:拧紧设备应具备先进的控制和监测功能。

这包括实时监测扭矩和角度,以确保在达到所需的紧固力后停止施力。

拧紧设备还可以集成传感器和显示屏,以便操作员能够实时监测和掌握紧固过程的各项参数。

此外,拧紧设备还应具有报警功能,以便在紧固力不足或过大时发出警报。

4.多功能性:拧紧设备应该是多功能的,能够适应不同的紧固要求。

它应该具有可调节的扭矩和角度设置,以适应不同尺寸和类型的紧固件。

此外,拧紧设备还可以提供预置功能,以便在实际紧固过程中能够更加快速和高效。

5.可靠性和维护:拧紧设备应该具有高度的可靠性和稳定性,以便能够长时间稳定地工作。

它应该有坚固耐用的外壳和零部件,并且易于维修和维护。

此外,拧紧设备还应具备自动校准和故障检测功能,以便在发生故障时能够及时修复。

总之,拧紧设备技术要求包括功率和扭矩、精度和稳定性、控制和监测、多功能性、以及可靠性和维护等方面。

这些要求确保了拧紧设备能够满足不同紧固需求,并且能够提供高效可靠的紧固效果。

阿特拉斯拧紧机技术方案

阿特拉斯拧紧机技术方案

Stand Alone系统具备安装维护快 捷、节省空间和能源、模块化设 计、灵活及高防护等级等特点。
▼ 拧紧电气控制系统布置图参考:
电源模块 控制器
安装板
▼ 拧紧系统应用实例图Atlas Copco PowerMACS tightening system illustration:
南京依维柯发动机新装配线参考图
QMX62-32RT
200 rpm
320 Nm
70 Nm 3% 2
10.2 Kg 65 dB
拧紧轴QMX62-32RT用于4DE、485中心 10颗螺栓缸盖拧紧机
•采用10轴标准拧紧轴变距拧紧
▼ 阿特拉斯·科普柯 推荐Power MACS拧紧轴技术参数(方案三):
拧紧轴QMX62-19RT
Technical Data产品技术参数:
2) 拧紧精度(软、硬连接状态下正态分布精度) : +/-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ% 3) 采用一套两轴单气缸变距机构以便于快速切换。
Station 1 – Main Bearing Cap主轴承盖螺栓分布
Types of product:
Type 1 – YZ485: Max. Torque: 135~150Nm Bolt size: M12; D=85mm;
D1
Types of product:
Type 1 – YZ485: Max. Torque: 95~105Nm Bolt size: M12; D=65mm; D1=138mm
Type 2 – YZ4DE1: Max. Torque: 140~200Nm Bolt size: M12; D=101mm;
QMX62-19RT
330 rpm

电动拧紧机技术要求

电动拧紧机技术要求

缸体轴承盖螺栓电动拧紧机一、设备名称:缸体轴承盖螺栓电动拧紧机二、数量:1台三、交货期:合同生效后2个月四、设备的主要用途:本设备用于B010*******V1与D010*******缸体主轴承盖螺栓的拧紧,要求该设备能达到高效率、高精度、高可靠性。

五、设备的工作条件:工作环境温度:-10~40℃工作环境相对湿度:≤90%电源:AC380V±10% 50 1HZ压缩空气:0.4~0.6Mpa六、设备技术要求:1.生产节拍:≤3分钟/台。

2.主要技术要求2.1.总体要求2.1.1.拧紧机用于多品种柴油机缸体混线生产。

2.1.2.投标方必须有相应的生产、安装资质证明,提供资质证书和业绩表。

2.1.3.投标方应按设备检修规程的检修周期规定,提供整机及主要零部件的正常使用寿命清单,并详细列出易耗易损件的品名目录。

2.2.能源供应:3.主要设备要求3.1.主要设备及数量:3.1.1.主轴承盖螺栓拧紧机 2轴 1台套3.2.系统测量精度要求:扭矩测量精度:≤标定值的±3%转角测量精度:≤±2°3.3.拧紧工具应具有充分的裕量(≥20%)。

3.5.多轴拧紧时,当有一轴先达到额定扭矩而处于零转速时,其最终扭矩应保持在合格范围内,一直保持到其他轴扭矩达到设定的合格范围。

3.6.电机速度无级可调,在拧紧过程的每一步中速度都能任意编程,拧紧速度通过编程改变。

具有操作模式转换开关,方便操作。

3.7.具有正反(自动/人工)功能。

3.8.具有点动功能。

3.9.具有自动认帽的功能。

3.10.具有自动拧松、自动卸荷功能,以便于拧紧机平滑退出螺栓。

3.11.具有假扭矩识别功能。

3.12.在拧紧全过程中,拧紧扭矩变化趋势超出预设定范围时,应及时报警。

3.13.每个轴需具有最小50mm的可伸缩量。

3.14.具有互锁装置,防止误操作损坏设备。

3.15.应具有自检系统,每次紧固操作前能自动寻找、分析、判断电子系统和传感器是否故障,同时记录自我诊断的故障内容和原因,以利于维修人员查询处理。

钢轮拧紧机技术要求

钢轮拧紧机技术要求

压路机钢轮电动定扭矩拧紧机技术要求压路机钢轮电动定扭矩拧紧机技术要求投标方须按招标方提供的压路机钢轮总成外形尺寸、拧紧要求及现场装配空间的要求设计图纸、制造、包装、运输、安装调试、现场培训,设备验收,交付使用等交钥匙工程的一切事项,具体如下:一、设备名称及数量规格:二、设备用途用于钢轮总成两侧的内轴承罩和外轴承罩螺栓定扭矩紧固作业,作业方向为水平方向。

三、设备工作环境条件:1、环境温度:-5~45℃(厂房内环境)。

2、相对湿度:30-70%(室内相对湿度)。

3 、供电电压:三相五线制,AC 380V、220V、电压波动±10% 、50Hz ±1%。

4、气源压力:0.4---0.5Mpa。

四、技术要求1、电动拧紧机进行钢轮两侧内部的内轴承罩和外轴承罩的螺栓拧紧,要求拧紧机能够沿钢轮上下(移动距离约1500mm)、左右(移动距离约4000mm)、前后(移动距离约5000mm)3个方向进行移动,且要求拧紧机能够穿入钢轮内部进行作业,移动要轻便,方便操作,具体移动距离以现场装配环境为主;2、电动拧紧机的支架应采用立柱或桁架结构,本身带抗扭机械,强度足够可靠;3、拧紧机每次拧紧1个螺栓,拧紧机自身不再佩带反力臂,每组拧紧螺栓数量、位置尺寸及工件外形尺寸见附表,单个钢轮所有螺栓(总数≤72个)的拧紧时间不超过30分钟;4、电动定扭拧紧机扭矩控制精度满足±5%精度要求,拧紧方式为扭矩控制,拧紧扭矩范围:147~608 N·m;5、能够进行螺栓数量管理,输入从开始工作到结束工作之间的拧紧个数,结束工作时,如还有剩下的个数,发生数量不足的警报,显示报警信息从而初步判断故障所在,对滑丝螺纹等坏螺纹能进行报警,拧紧结束后控制箱显示拧紧扭矩,对于不合格结果予以报警;6、拧紧工具为手持操作,工具自带开关,把手,应设置急停、联锁、警示信号等保护装置;应符合手持电动工具、移动电气设备要求,具有强制认证标志;7、控制器能够根据不同机型储存不同的拧紧程序以供调用;8、具有调速功能,可实现旋入螺纹时快速拧紧,最终拧紧时慢速拧紧;9、工具需具备保养提醒功能,方便预防性维护,工具重量和大小要符合操作轻便的要求;五、设备主要结构形式及配置、制造要求1、设备组成:电动定扭拧紧机、套筒(共3套)、电缆、控制器、外接信号灯、抗扭机械臂、吊架、立柱或桁架等;2、立柱或桁架表面设备颜色为飞机灰(GSB05-1426-2001 G10),喷漆前须先除锈;表面涂漆应均匀、光亮、完整、色泽一致,不得有粗糙不平、漏漆、皱纹、针孔、流挂、桔皮、虚喷、混色等弊病;3、该设备的设计、制造符合手持式电动工具的安全的第一部分:通用要求GB 3883.1-2008;应符合AQ/T7009-2013标准中的4.2.42手持电动工具和4.2.23移动电气设备的相关要求,并符合以下标准规范:GB3787、GB13955与GB23821,且按标准进行管理;4、使用寿命不小于300万次螺栓拧紧。

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螺栓拧紧技术及拧紧机螺栓拧紧在机械制造业中的应用非常广泛,机械制造中零部件的连接与装配,机械整体的装配等等,可以说几乎是都离不开螺栓拧紧。

第一节螺栓拧紧的基本概念及拧紧的方法任何机体均是由多种零件连接(即组装)起来的,而零件的连接有多种,采用螺栓连接就是其中最常用的一种,而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧,因而这“拧紧”也就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。

零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合,并为承受一定的动载荷,还需要两被连接体间具备足够的压紧力,以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。

这样就要求作为连接用的螺栓,在拧紧后要具有足够的轴向预紧力(即轴向拉应力)。

然而这些力的施加,也都是依靠“拧紧”来实现的。

因而,我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。

一.螺栓拧紧的基本概念1.拧紧过程中各量的变化在螺栓拧紧时,总体的受力情况是,螺栓受拉,连接件受压;但在拧紧的整个过程中,受力的大小是不同的(见图1),大体上分为下述几个阶段:⑴在开始拧紧时,由于螺栓未靠座,故压紧力F为零;但由于存在摩擦力,故扭矩T保持在一个较小的数值。

⑵当靠座后(Z点),真正的拧紧才开始,压紧力F和拧矩T随转角A 的增加而迅速上升。

图 1⑶达到屈服点,螺栓开始朔性变形,转角增加较大而压紧力和扭矩却增加较小,甚至不变。

⑷再继续拧紧,力矩T 和压紧力F 下降,直至螺栓产生断裂。

2.力矩率力矩率R 所表示的是力矩增量△T 对转角△A 的比值(见图2),即:R =△T /△A (1)硬性连接的R 值高,软性连接的R 值低。

R 值与螺栓的长度、连接中各件之间的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。

摩擦系数的变化,是影响力矩率的主要因素。

此外,再加上垫圈、密封垫片等引起的弹性变化,装配线上同样螺纹连接之间的力矩率变化可能超过百分之百,这样,力矩/转角的曲线就可能落在图3斜线中的任何位置。

3.摩擦与力矩对压紧力的影响 从图4中可见,同一力矩T 值, 而由于摩擦系数μ值的不同,压紧力 F 可能相差很大。

所以,摩擦系数μ对压紧力F 的影响是非常大的。

这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。

二. 螺栓拧紧的方法拧紧,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)。

而不论是两被连图 4T=0.4 =0.5 图 3图2接体间的压紧力还是螺栓上的轴向预紧力,在工作现场均很难检测,也就很难予以直接控制,因而,人们采取了下述几种方法予以间接控制。

1.扭矩控制法(T):扭矩控制法是最开始同时也是最简单的控制方法,它是当拧紧扭矩达到某一设定的控制值Tc时,立即停止拧紧的控制方法。

它是基于当螺纹连接时,螺栓轴向预紧力F与拧紧时所施加的拧紧扭矩T成正比的关系。

它们之间的关系可用:T = K F (2)来表示。

其中K为扭矩系数,其值大小主要由接触面之间、螺纹牙之间的摩擦阻力Fμ来决定。

在实际应用中,K值的大小常用下列公式计算:K=0.161p+0.585μd2+0.25μ(D e+D i) (3)其中: p为螺纹的螺距;μ为综合摩擦系数;d2为螺纹的中径;D e为支承面的有效外径;D i为支承面的内径螺栓和工件设计完成后,p、d2、D e、D i均为确定值,而μ值随加工情况的不同而不同。

所以,在拧紧时主要影响K值波动的因素是综合摩擦系数μ。

有试验证明,一般情况下,K值大约在0.2-0.4之间,然而,有的甚至可能在0.1-0.5之间。

故摩擦阻力的变化对所获得的螺栓轴向预紧力影响较大,相同的扭矩拧紧两个不同摩擦阻力的连接时,所获得的螺栓轴向预紧力相差很大(摩擦系数μ对螺栓轴向预紧力的影响参见图4 )。

另外,由于连接体的弹性系数不同,表面加工方法和处理方法的不同,对扭矩系数K也有很大的影响。

对于上述各方面因素对扭矩系数K的影响,为给大家一个较为明确的印象,下面把德国工程师协会(VDI)拧紧试验报告列于表1;分析表1可知,当拧紧扭矩T的误差为±0%时,螺栓轴向预紧力的误差最大可以达到±27.2%,因此,试图用扭矩控制法来保证高精度的螺栓拧紧是不现实的想法。

此外,由于测量方法的不同,测量时环境温度的不同等,对扭矩系数K也有很大的影响,从而更加增大了F的离散度。

日本住友金属工业公司通过试验说明了环境温度每增加1℃,其扭矩系数K就下降0.31%。

注:所用螺栓:M10×16DIN931 10.9级;表面处理:磷化锌、涂油。

螺母:M10 DIN931 氧化处理。

Rt 为粗糙度参数。

有试验表明,在拧紧发动机缸盖的螺栓时,用相同的扭矩拧紧,其螺栓轴向预紧力的数值相差最大可能达一倍。

扭矩控制法的优点是:控制系统简单,易于用扭矩传感器或高精度的扭矩扳手来检查拧紧的质量。

其缺点是:螺栓轴向预紧力的控制精度不高,不能充分利用材料的潜力。

2.扭矩—转角控制法(TA ):扭矩—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后,再从 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(TS )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。

从图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的起点,并将其影响延续到最后。

而在计算转角之后,摩擦阻精度比单纯的拧矩法高。

从图5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测量转角的起点,即图中T S所对应的S1(或S2)点。

因此,为了获得较高的拧紧精度,应注意对S点的研究。

扭矩—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力限定在螺栓弹性极限的90%处,即图中Y点处;而扭矩—转角控制法一般以Y-M扭矩—转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是非常高的,通过图6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ΔF2比弹性区的螺栓轴向预紧力误差ΔF1要小得多。

扭矩—转角控制法的优点是:螺栓轴向预紧力精度高,可以获得较大的螺栓轴向预紧力,且其数值可集中分布在平均值附近。

其缺点是:控制系统较复杂,要测量扭矩和转角两个参数,质量部门不易找出适当的方法对拧紧结果进行检查。

3.屈服点控制法(TG):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来的一种高精度的拧紧方法。

这种控制方法,是通过对拧紧的扭矩/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/转角的变化曲线见图7。

真正的拧紧开始时,斜率上升很快,之后经过简短的变缓后而保持恒定(a_b区间)。

过b点后,其斜率经简短的缓慢下降后,又快速下降。

当斜率下降一定值时(一般定义,当其斜率下降到最大值的二分之一时),说明已达到屈服点(即图7中的Q点),立即发出停止拧紧信号。

屈服点控制法的拧紧精度是非常高的,其预紧力的误差可以控制在±4%以内,但其精度主要是取决于螺栓本身的屈服强度。

屈服点控制法的优点是:可获得很大的预紧力,能充分发挥材料的潜力。

其缺点是:控制系统较复杂,要测量扭矩和转角两个量,对螺栓的一致性要求较高,对螺栓和连接件的表面也要求较高,以避免假屈服。

4.落座点—转角控制法(SPA):落座点—转角控制法是最近新出现的一种控制方法,它是在TA法基础上发展起来的(在日本已经开始应用)。

TA法是以某一预扭矩T S为转角的起点,而SPA法计算转角的起点,采用扭矩曲线的线性段与转角A 坐标的交点S(见图8)。

图中;F1是TA法最大螺栓轴向预紧力误差,F2是SPA法最大螺栓轴向预紧力误差。

从图8可见,采用TA法时,由于预扭矩T S的误差(ΔT S =T S2-T S1,对应产生了螺栓轴向预紧力误差ΔF S),在转过相同的转角A1后,相对于两个弹性系数高低不同的拧紧工况,其螺栓轴向预紧力误差为F1;即使是弹性系数相等的,但由于ΔT S 的存在,也有一定的误差(见图8 中的ΔF1、ΔF2)。

如若采用SPA法,由于是均从落座点S开始转过A2转角后,相对于两个弹性系数高低不同的拧紧工况,其螺栓轴向预紧力误差为F 2。

显然F 2小于F 1,即落座点—转角控制法拧紧精度高于扭矩-转角控制法。

采用SPA 法,摩擦系数大小对于螺栓轴向预紧力的影响几乎可以完全消除,图九为拧紧中不同摩擦系数所对应的扭矩-转角关系曲线。

图中摩擦系数:µ1>µ2>µ3。

虽然不同的摩擦系数所对应的扭矩-转角关系曲线的斜率不同,但其落座点(曲线线性段的斜率与横轴的交点)相差不大(见图9)。

故从此点再拧一个角度A C ,不同摩擦系数对螺栓轴向预紧力的影响基本可以消除。

为了更清楚地说明这个问题,我们把图四的纵、横坐标交换一下,绘成图10:对比图9与图10,就可以更清楚地看出SPA 法摩擦系数大小对于螺栓轴向预紧力的影响几乎可以完全消除。

SPA 法与TA 法比较,其主要优点是:能克服在Ts 时已产生的扭矩误差,因此,可以进一步提高拧紧精度。

5. 螺栓伸长法(QA ):QA 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。

在QA 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栓的伸长而加大, 图 10 C 超声频率 图 11 T T T T 图 9所以,一定的回声频率就代表了一定的伸长量。

图11就是QA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。

该法业已在日本的生产中得到应用。

第二节螺栓拧紧常用的方法及拧紧机螺栓的拧紧应用于机械行业的装配是一个普遍现象,以前人们只是考虑在装配时,把螺栓(或螺母)拧到最紧的程度。

后来人们才发现,这个“最紧”不过是一个非常模糊的概念,它是因人而异的。

一台机器有几十,以至成百上千个零件采用螺栓紧固装配,在大生产中又是由多数人在不同的时间里完成的。

而且每天又要装配几十或几百台机器,这个“最紧”的离散度将是可想而知的。

另外,还有些零件(如汽车发动机中的连杆大头孔),在生产车间需要用螺栓装配起来进行加工,而到了装配车间进行整机组装时,又先要松开螺栓,拆下瓦盖,套到曲轴上后再重新拧紧,如用这个“最紧”来进行,可想而知,其结果将是非常危险的。

因而,如何有效的控制“拧紧”,并使其达到“最佳”,也就成为了机械行业十分关注的课题。

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