靜態(tài)扭矩-評價螺栓連接質量_CN

1、11/25/2021 靜態(tài)扭矩-評價螺栓連接質量Internal use onlyTang yongliang11/25/2021 概要概要 目的：考核擰緊工藝的可靠性穩(wěn)定性 基礎：通過自動化程度很高的裝配工藝過程，已生產(chǎn)出一定批量的性能滿足要求的合格產(chǎn)品11/25/2021 方法方法 方法1：工序間測試 方法2：負載后測試11/25/2021 前提前提1： 電動擰緊機的機器能力指數(shù)Cm，Cmk必須達到167或更高即務必經(jīng)過設備能力驗證，要求過程能力指數(shù)Cpk13311/25/2021 前提前提2： 工序間測試需在裝配完成后30分鐘內測試11/25/2021 動態(tài)扭矩和靜態(tài)扭矩動態(tài)扭矩和靜態(tài)扭

2、矩動態(tài)扭矩動態(tài)扭矩:在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量 靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩:安裝后用扭矩扳手測量安裝后用扭矩扳手測量11/25/2021 軟連接靜態(tài)扭矩較動態(tài)扭矩要偏小，軟連接靜態(tài)扭矩較動態(tài)扭矩要偏小，原因是衰減。原因是衰減。VDI2230里系統(tǒng)的方法設置里系統(tǒng)的方法設置螺拴即有計算扭矩衰減這一步驟螺拴即有計算扭矩衰減這一步驟時間時間牛米牛米11/25/2021 均值均值 標準偏差標準偏差 (Sigma) 3 Sigma裝配手測(動態(tài))(靜態(tài)) 100.2 88 100.5 84 100.7 92 100.3 86 100.4 90 100.8 88 1

3、00.5 86 100.2 85 100.2 84 100.4 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 軟連接軟連接上實測上實測值值11/25/2021 硬連接上由于較高的靜態(tài)摩擦力，靜態(tài)扭矩硬連接上由于較高的靜態(tài)摩擦力，靜態(tài)扭矩可能比動態(tài)扭矩要高。右下圖中倒可能比動態(tài)扭矩要高。右下圖中倒V的拐點即是扭的拐點即是扭力扳手測得的硬連接上的靜態(tài)扭矩力扳手測得的硬連接上的靜態(tài)扭矩11/25/2021 硬連接上的扭矩實測值硬連接上的扭矩實測值動力工具動力工具輸出扭矩輸出扭矩 92949192949292X=92,43s=1,13扭力扳手扭力扳手靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩 103 106

4、 103 100 100 103 100X=102,14s=2,27T (Nm)時間時間20406080100110120(A)工具輸出工具輸出 (動態(tài)扭矩動態(tài)扭矩)(B) 扭力扳手扭力扳手 (靜態(tài)扭矩靜態(tài)扭矩)原因:靜態(tài)摩擦力11/25/2021 裝配手測(動態(tài))(靜態(tài)) 102.6 112 102.6 110 101.4 111 101.2 110 102.4 113 100.9 109 102.1 110 102.4 111 101.0 113 101.8 112 101.84 111.1 0.67 1.4 2.01 4.1 均值均值 標準偏差標準偏差 (Sigma) 3 Sigma硬連

5、接硬連接上另一上另一實測值實測值11/25/2021 測量靜態(tài)扭矩的方法測量靜態(tài)扭矩的方法 方法1：返松法 方法2：標記法 方法3：擰緊法 方法4：瞬時松動法（break away)11/25/2021 擰緊法擰緊法 常用工具：表盤扳手，數(shù)顯扳手11/25/2021 靜態(tài)力矩檢查靜態(tài)力矩檢查 峰值力矩峰值力矩 : 操作工看螺栓開始動 從開始動到停止有一定延時，延時多少取決于人的反應速度 檢測出來的值跟真實的靜態(tài)力矩存在差別操作工的影響無法克服when bolt start movingPeak Torque擰緊法缺點擰緊法缺點11/25/2021 Break away法法 工具：Atlas s

6、t_wrench ST_wrench可實現(xiàn)全部測靜態(tài)扭矩的方法11/25/2021 Break away法法 扭矩時間策略扭矩時間策略 Breakaway 扭矩扭矩 ST wrench 有一套高級的算法來檢測 breakaway 點。這種算法對普通摩擦條件下和高摩擦條件下正確計算出殘余力矩的效果都非常出色。 自動補償 操作工的影響較小 Breakaway T/A 跟扭矩方式類似，但使用角度而不是時間 操作工的影響被完全消除連接 A連接 BSnug TorquePeak Torque11/25/2021 擰緊法擰緊法 vs break-away vs 動態(tài)扭矩動態(tài)扭矩11/25/2021 擰緊法

7、擰緊法 vs break-away Break away法比擰緊小，因為取消了操作工延時的影響 偏軟連接，螺栓產(chǎn)生彈性衰減，而擰緊法無法完全反應實際靜態(tài)扭矩 反映靜態(tài)扭矩的指標是:超聲波測試出來的螺栓伸長或當前夾緊力11/25/2021 靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩的關系靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩的關系 靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩的關系取決于：擰緊工具，擰緊策略，連接，操作人員，靜態(tài)扭矩測量工具等等 靜態(tài)扭矩值的分布特性與裝配工序的擰緊扭矩特性相比已有很大差別 不能、也不必要把測得的扭矩的值與圖紙或工藝上的額定值或控制值相聯(lián)系11/25/2021 如何評定靜態(tài)扭矩如何評定靜態(tài)扭矩 參考產(chǎn)品試制階段參數(shù) 通過采集至少10

8、0個實際扭矩測量值，然后借助于統(tǒng)計分析的方法求出標準偏差s。再根據(jù)不同用戶的實際情況以2 s或3 s作為控制范圍的上、下極限用作檢驗、評價螺栓連接擰緊效果。扭矩值，必需落在設定的界限范圍之內 控制極限=avg 2 s/3 s11/25/2021 計算公式計算公式 均值均值 正太分布正太分布 標準方差標準方差Avg = (X1+X2+X3+X4+X5+.+Xi)i11/25/2021 不宜檢測靜態(tài)扭矩的幾種情況不宜檢測靜態(tài)扭矩的幾種情況 有防松齒的螺栓和螺母 涂膠的螺紋連接 采用屈服控制方法的連接 某些轉角法控制的連接11/25/2021 推薦檢測靜態(tài)扭矩的幾種情況推薦檢測靜態(tài)扭矩的幾種情況 沖

9、擊扳手 油壓脈沖工具11/25/2021 衰減過大和解決方法衰減過大和解決方法-CASE 1 工位：吉利輪胎擰緊機 衰減過大原因：特殊涂層 解決方法：PM dyna tork策略11/25/2021 衰減過大和解決方法衰減過大和解決方法-CASE N 工位：YOUR CASE 衰減過大原因：YOUR CASE 解決方法：YOUR CASE11/25/2021 ST-wrench的對手介紹的對手介紹 GWK（德國）/QUAN TEC MCS ISI（型號）11/25/2021 ST-wrench的對手介紹的對手介紹 SALTUS（德國）/DAZ-TA pro（型號）11/25/2021 ST-wrench的對手介紹的對手介紹 Tohnichi（日本）/CTA-P（型號） 無法