螺栓拧紧控制方法解析

642093071

下面一篇文章中的紧固方法，大侠们实际怎样控制的。
螺栓拧紧控制方法解析
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。
; w, i& t$ `& j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。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。
$ {) p* V8 j6 ]3 N% }/ o$ b: {
% `1 ]/ l7 x  j) o纵观国内外拧紧技术的发展水平，随着螺栓制造水平的不断提高，欧美日等发达国家大力深入研究和推广屈服点拧紧工艺。国内全面推广扭矩-转角法，研究屈服点法，缩小与发达国家差距。
/ ]* X/ p! u; R螺栓拧紧方法主要有两类，分别是弹性拧紧和塑性拧紧。弹性拧紧一般指扭矩拧紧法，塑性拧紧主要包括转角拧紧法、屈服点拧紧法等。
下面就常见的几种螺栓拧紧控制方法作简单介绍：
; m( `1 N' W3 C( @7 E( m' G0 q1、扭矩控制法（T）
& I6 K; m3 @: ?0 `/ v9 _/ l扭矩控制法是最简单的控制法，通过螺栓扭矩值来控制被连接件的预紧力。预紧力F0拧紧时与拧紧扭矩T成正比关系 。
扭矩系数K的变化与螺纹表面及座面的光洁度、润滑状况、拧紧速度、所用拧紧工具有关。同时这个K值和温度也有关系，经过日本住友公司通过实验证明环境温度每增加1℃，扭矩系数K就下降0.31%。所以，如用扭矩法拧紧螺栓其计算载荷需要1.3倍最大工作载荷。
6 T, Q& e+ X1 R' `: w扭矩控制法的优点是：成本低，可以使用简易的拧紧工具扭矩扳手来检查拧紧质量。其缺点就是：拧紧精度不够，不能充分发挥材料潜力，环境影响大（温度，螺栓螺纹，杂质、磕碰等）。
4 O5 D, h) h* H. j0 X0 H2、扭矩-转角控制法（TA）又称超弹性控制法
鉴于扭矩拧紧法存在的不足，美国在20世纪40年代末开始研究螺栓伸长和轴向力的关系。扭矩-转角控制法是先将螺栓拧到一个不大的扭矩，一般会是拧紧力矩值的25%左右，再从此点开始，拧一个规定的转角的控制方法。
9 E6 @1 A' |+ ]3 p扭矩拧紧法是基于一定的转角，是螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩了。这样做的目的是将螺栓拧到紧密接触面上，并克服了一些表面凹凸不平等不均匀因素，而后面所需求的轴向夹紧力由转角产生。在计算转角之后，摩擦阻力对轴向夹紧力的影响不复存在，所以其精度比单纯的扭矩控制法要高，扭矩控制法的要点就是测量转角的起点，一旦这个转角确定下来我们就可以获得相当高拧紧精度。
8 s% \- M, ?0 v! w扭矩-转角控制法（TA）优点：拧紧精度高，拧紧质量稳定，螺纹件摩擦系数对拧紧质量的影响小；能充分利用螺栓的承载能力；螺栓可拧至塑性变形区而不致拧断，设计预紧力可取螺栓屈服强度的80%。可以获得较大的轴向夹紧力。缺点：其控制系统比较复杂，需要测量预紧扭矩及转角2个数据，质量部门不易找出适当的方法对拧紧结果进行检查跟进。
2 k' U% _4 R" |) L! F. [3、屈服点法
顾名思义屈服点控制法就是利用螺纹材料的屈服点来控制螺纹副的装配。这种方法目前只有少数生产高端品牌的汽车发动机厂家在使用，因为所需要设备成本太大。这种方法是在扭矩转角控制法中发展而来的，是通过对扭矩-转角曲线斜率的连续计算和判断来计算屈服点的。屈服点拧紧法的理论目标是将螺栓拧紧到刚过屈服极限点。采用屈服点拧紧时，首先将螺栓拧紧到某一个规定的起始力矩，从这点开始，设备监控拧紧曲线的斜率值的变化，如果斜率下降到超过了设定值，那么就认为把螺栓拉伸到了屈服点，工具停止运行。
屈服点拧紧法最大的优点是不受扭矩控制法的摩擦系数和转角控制法的转角起始点的影响，将摩擦系数不同的螺栓都拧紧到其屈服点，最大限度的发挥了螺纹件强度的潜力，从而克服了扭矩控制法和转角控制法的致命缺点，提高了装配精度；但是它对干扰因素比较敏感，同时对螺栓的性能及结构设计要求极高，控制难度较大。
6 ~$ ^" w# o( h8 t* h6 o! K4、伸长量法
/ }0 W1 t$ j! ]) Z$ k# `0 z3 F就是说在拧紧的过程中需测量螺栓自然长度，在拧紧的过程中螺栓受到监控，需要知道螺栓拧紧时拉伸的长度，这个需要超声螺栓预紧力测量仪在螺栓紧固的过程中，实时测量螺栓的伸长量并且实时计算螺栓轴力；当螺栓轴力达到时，负反馈给螺栓紧固工具，停止紧固。 其优点为可以在螺栓紧固时，精确控制螺栓轴力。
* ]- ^0 r5 d: Z$ e- R9 \

待业青年

目前我所供职过的单位都是按方法进行操作，原因就是好操作。缺点直接就无视了。

move3309

小问题，大学问。

xsh9051

小公司，人工拧，从不管什么方法，
, j* ]" H0 ~% K3 e

未来第一站

收藏了。

642093071

未来第一站 发表于 2021-7-3 17:03
收藏了。

同样的螺母，大部分公司使用没有反应问题。有个别公司使用总是“咬牙”，使得螺纹拆卸困难。客户讲安装以前对螺纹涂了含二硫化钼的干油，还是咬牙。使用十几天就要更换磨损零件，咬牙的部位有图片是在中间的牙齿。对于7牙螺纹，有资料给出各牙压应力占比37%、22.8%、15.6%、10.9%、7.3%、4.4%、2%。不知这个分析考虑了哪些因素。

远祥

这个研究的够深！

姚0122

力矩扳手现在还是用的比较多

待业青年

待业青年 发表于 2021-7-1 21:04
6 T, s3 O% `" F$ ^. ^& k目前我所供职过的单位都是按方法进行操作，原因就是好操作。缺点直接就无视了。

方法1