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螺栓擰緊方法有幾種
更新時間:2013-06-10 點擊次數:11689

 

在汽車製造業(ye) 中,將各種汽車零部件裝配成整車的過程,需要很多種不同類型的聯接,比如焊接、螺栓聯接和粘膠聯接等。其中螺栓聯接是zui重要的聯接方法之一。由於(yu) 螺栓聯接可以獲得很高的聯接強度,又便於(yu) 裝拆,具有互換性,通過標準化實現了大批量生產(chan) ,成本低而且價(jia) 格便宜,經常被應用到發動機、變速箱和底盤等重要位置的裝配中。所以,螺栓的擰緊質量直接影響到產(chan) 品的安全性和可靠性。

 

螺栓聯接質量控製原理

 

螺栓聯接的實質是通過將螺栓的軸向預緊力控製到適當範圍,從(cong) 而將兩(liang) 個(ge) 工件可靠地聯接在一起。為(wei) 了確保螺紋聯接的剛性、密封性、防鬆能力和受拉螺栓的疲勞強度,聯接螺栓對預緊力的精度要求是相當高的。所以,軸向預緊力是評價(jia) 螺栓聯接可靠性的重要指標。軸向預緊力的zui低限是由聯接結構的用途決(jue) 定的,該值必須保證被聯接工件在工作過程中始終可靠貼合。軸向預緊力的zui高值必須保證螺栓及被聯接工件在預緊和工作過程中不會(hui) 發生脫扣、剪斷和疲勞斷裂等損壞。怎樣控製和監控預緊力的數值,使之能夠達到產(chan) 品要求顯然是一個(ge) 值得研究的課題。

 

螺栓擰緊方法

 

螺栓擰緊方法主要有兩(liang) 類,分別是彈性擰緊和塑性擰緊。彈性擰緊一般指扭矩擰緊法,塑性擰緊主要包括轉角擰緊法、屈服點擰緊法等。

 

扭矩擰緊法

扭矩擰緊法的原理是扭矩大小和軸向預緊力之間存在一定關(guan) 係。通過將擰緊工具設置到某個(ge) 扭矩值來控製被聯接件的預緊力。在工藝過程、零件質量等因素穩定的前提下,該擰緊方式操作簡單、直觀,目前被廣泛采用。

根據經驗,在擰緊螺栓時,有50%的扭矩消耗在螺栓端麵的摩擦上,有40%消耗在螺紋的摩擦上,僅(jin) 有10%的扭矩用來產(chan) 生預緊力。由於(yu) 外界不穩定條件對扭矩擰緊法的影響很多,所以通過控製擰緊扭矩間接地實施預緊力控製的扭矩法將導致對軸向預緊力控製精度低。

而且有極少數的螺栓聯接,扭矩已達到規定值,而螺栓頭還未*與(yu) 被聯接件貼合或間隙有時很小,目視不容易發現。此時扭矩值是合格的,但預緊力很小,甚至沒有,所以在這種情況下,如果僅(jin) 僅(jin) 提出保證扭矩合格,那麽(me) 保證裝配擰緊質量就成了一句空話。

 

轉角擰緊法

鑒於(yu) 扭矩擰緊法存在的不足,美國在20世紀40年代末開始研究螺栓伸長和軸向力的關(guan) 係。螺栓擰緊時的旋轉角度與(yu) 螺栓伸長量和被擰緊件鬆動量的總和大致成比例關(guan) 係,因而可采取按規定旋轉角度來達到預定擰緊力的方法。圖1示意性地描述了轉角擰緊法的曲線走向。首先將螺栓擰緊到起始力矩Ms,即將螺栓拉伸到接近屈服點,然後,再旋轉一定的角度A0,將螺栓拉伸到塑性區域。旋轉角度擰緊法的實質是控製螺栓的伸長量,在彈性範圍內(nei) 軸向預緊力與(yu) 伸長量成正比,控製伸長量就是控製軸向力,螺栓開始塑性變形後,雖然兩(liang) 者已不再成正比關(guan) 係,但螺栓受拉伸時的力學性能表明,隻要保持在一定範圍以內(nei) ,軸向預緊力就能穩定在屈服載荷附近。所以,對於(yu) 兩(liang) 個(ge) 摩擦係數不同的螺栓,雖然采用相同的擰緊法擰緊後的zui終力矩M1與(yu) M2相差很大,但是,由於(yu) 螺栓強度、尺寸相同,所以預緊力相差不大。與(yu) 扭矩擰緊法相比,不僅(jin) 高精度地完成了對擰緊的控製,而且充分提高了材料的利用率。

 

屈服點擰緊法

屈服點擰緊法的理論目標是將螺栓擰緊到剛過屈服極限點。我們(men) 根據擰緊過程中力矩和轉角的關(guan) 係,采用屈服點擰緊時,首先將螺栓擰緊到某一個(ge) 規定的起始力矩Ms,從(cong) 這點開始,設備監控擰緊曲線的斜率值的變化,如果斜率下降到超過了設定值,那麽(me) 就認為(wei) 把螺栓拉伸到了屈服點,工具停止運行。

屈服點擰緊法zui大的優(you) 點是將摩擦係數不同的螺栓都擰緊到其屈服點,zui大限度的發揮了螺紋件強度的潛力,但是它對幹擾因素比較敏感,同時對螺栓的性能及結構設計要求*,控製難度較大。因此擰緊工具的價(jia) 格十分昂貴。

 

根據上述擰緊方法,我們(men) 知道,無論我們(men) 采用何種擰緊方法,我們(men) 都需要知道一些參數,就是緊固件的軸向預緊力,摩擦係數等,我們(men) 如何得到這些參數呢?可以采用betway88西汉姆网页生產(chan) 的多功能螺栓緊固分析係統,采用這套係統我們(men) 可以很方便的得到扭矩係數、總摩擦係數、螺紋摩擦係數、支撐麵摩擦係數、屈服夾緊力、屈服緊固扭矩、轉角、極限夾緊力和極限扭矩等緊固特性值。

 

對於(yu) 擰緊的效果如何,我們(men) 可以采用betway88西汉姆网页生產(chan) 的FPL係列緊固件橫向振動疲勞試驗機進行驗證,用來檢查放鬆效果如何。

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