影響緊固件扭力衰減的因素及應(yīng)對方法

1、淺談緊固件扭力衰減/5/151/331、為何使用螺栓？2、擰緊基本術(shù)語與原理3、動態(tài)扭矩及靜態(tài)扭矩4、扭力衰減2/331、為何使用螺栓？/5/15Page 3裝配簡單 拆卸方便效率高成本低3/332.1擰緊及其原理2、擰緊基本術(shù)語與原理擰緊原理/5/15Page 4 螺栓插入被連接件，利用螺母或內(nèi)螺紋擰緊使螺栓拉伸變形，這種彈性變形產(chǎn)生了軸向拉力，將被夾零件擠壓在了一起，稱為預(yù)緊力。 理論上，只要產(chǎn)生了足夠夾緊力，完全可以確保被夾零件在震動、高低溫等惡劣環(huán)境下安全工作，而無須使用涂膠等輔助方法。預(yù)緊力螺栓拉伸扭矩4/332、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 52.2怎樣擰緊螺栓-扭矩為了擰

2、緊螺栓, 必須施加力方便擰緊螺母/螺絲扭矩(T) = 力 (F)力臂 (L) 5/332、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 62.3螺栓連接件中力張力張力夾緊力剪切力剪切力抗張力抗張力旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長螺桿伸長產(chǎn)生夾緊力把連接件夾緊我們需要是連接件中夾緊力6/332、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 75-4-1標準15-07-16扭矩100%夾緊力10%螺栓頭下摩擦力50%螺紋副中摩擦力40%90% 扭矩用于克服摩擦力 90% 扭矩被摩擦力消耗 只有10%扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力7/332、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 85-4-1標準15-07-16 90% 扭矩被摩擦力

3、消耗 只有10%扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力扭 矩夾緊力頭下摩擦力內(nèi)部應(yīng)力螺紋摩擦力8/33夾緊力與摩擦力關(guān)系與影響2、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 915-07-1610%螺栓頭下摩擦力45%5%螺栓頭下摩擦力50%螺紋副中摩擦力40%螺栓頭下摩擦力50%螺紋副中摩擦力40%夾緊力15%在螺栓頭下加潤滑油螺紋副中有雜質(zhì)螺紋副中摩擦力45%摩擦力潤滑后螺栓壞螺紋普通緊固軸力通常情況9/33螺紋連接狀態(tài)分類2、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 1015-07-16定義起源：ISO5393“螺紋緊固件用旋轉(zhuǎn)式氣動裝配工具性能試驗方法”（國家標準對應(yīng)版本為GB/T26547-)A. 硬連接：抵達貼合

4、點后，旋轉(zhuǎn)30以內(nèi)抵達目標扭矩B. 軟連接：抵達貼合點后，旋轉(zhuǎn)720（2 圈）以上抵達目標扭矩C. 中性連接：抵達貼合點后，旋轉(zhuǎn)內(nèi)30-720（2 圈內(nèi)）抵達目標扭矩扭矩過扭程度受連接件硬度以及工具轉(zhuǎn)速影響。10/33影響夾緊力原因2、擰緊基本術(shù)語與原理/5/15Page 1115-07-16錯誤擰緊系統(tǒng)不可靠裝配技術(shù)沉降力溫度摩擦 擰緊精度，夾緊力過低或過高 表面粗糙與潤滑狀態(tài) 螺絲質(zhì)量差 材料不適當(dāng) 工具不準確或不相配 螺絲質(zhì)量差 錯誤工件 設(shè)計缺點 材料配對不適當(dāng) 擰緊方法錯誤 膨脹系數(shù)不一樣 螺栓接合尺寸錯誤被裝配件材料硬度 材料彈性松弛會使夾緊力衰減11/333.1動態(tài)、靜態(tài)扭矩定義

5、3、動態(tài)扭矩及靜態(tài)扭矩/5/15Page 1215動態(tài)扭矩:生產(chǎn)過程中靜態(tài)扭矩：工序完成后檢測動態(tài)扭矩是指緊固件在被緊固過程中測量得到峰值，普通是由動力工具施加得到動態(tài)扭矩，動態(tài)扭矩是在擰緊過程中測量。動態(tài)扭矩產(chǎn)生對于螺栓軸向預(yù)緊力滿足工程上對預(yù)緊力要求一個緊固件被緊固好之后，將其在擰緊方向上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)瞬間所需要扭矩。靜態(tài)扭矩是在緊固之后測量。檢測扭矩：靜態(tài)扭矩標按時用來監(jiān)控生產(chǎn)過程穩(wěn)定性，所以又稱為檢測扭矩。主要控制伎倆，用擰緊機+擰緊策略控制一個檢測監(jiān)控伎倆，用數(shù)顯扳手+測量方法控制若：靜態(tài)扭矩動態(tài)扭矩，則可認為扭矩存在衰減12/334.1扭矩衰減定義4、扭力衰減/5/15Page 1315

6、扭矩衰減:擰緊工作完成后發(fā)生在緊固件上扭矩降低現(xiàn)象即為扭矩衰減,衰減后扭矩低于目標值但較為穩(wěn)定,普通在擰緊操作完成后30ms內(nèi)會完成60%以上扭矩衰減。對于任何連接，伴隨時間推移，都會有一定程度扭矩衰減，普通發(fā)生在以下兩種情況中：1、粗糙表面配合時造成衰減；2、軟連接中扭矩衰減。驗證過程普通靜置5分鐘左右13/334.2扭力衰減測量流程4、扭力衰減/5/15Page 1415靜態(tài)扭矩的測量返松法標記法扭矩衰減測量(即夾緊力衰減）要求衰減測量時間及衰減測量狀態(tài)超聲波夾緊力測量擰緊法瞬時松動法墊片傳感器確定特定狀態(tài)下夾緊力衰減后的值衰減后夾緊力不滿足要求降低衰減直至滿足要求固化設(shè)計、工藝參數(shù)衰減后

7、夾緊力滿足要求確立檢驗標準靜態(tài)扭矩會伴隨時間推移而衰減（即夾緊力衰減），被緊固件為非金屬時尤為顯著，而影響靜態(tài)扭矩原因較多，與夾緊力之間線性關(guān)系不顯著，所以不能經(jīng)過靜態(tài)扭矩值來計算出衰減后夾緊力，只能經(jīng)過專業(yè)試驗設(shè)備來確定衰減后夾緊力，從而找到緊固特定產(chǎn)品狀態(tài)下夾緊力與靜態(tài)扭矩對應(yīng)關(guān)系，而后靜態(tài)扭矩能夠用來監(jiān)控生產(chǎn)過程穩(wěn)定性。建立動態(tài)扭矩、靜態(tài)扭矩及夾緊力關(guān)系，可作為相同連接狀態(tài)檢驗標準分析設(shè)計、工藝參數(shù)，找到并控制影響夾緊力衰減原因14/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 1515方法1 咔噠扳手法（只能作為產(chǎn)品復(fù)檢伎倆）方法2 返松法方法3 標識法方法4 擰緊法（T）

8、方法5 move on 法（用小角度（2-4度）反推所需扭矩）方法6 瞬時松動法（break away）（atlas專利）15/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 1615方法1 咔噠扳手法（只能作為產(chǎn)品復(fù)檢伎倆）咔噠扳手:只能檢測扭矩過低（通常設(shè)為扭矩下限90%）無法準確檢測靜態(tài)扭矩因其操作簡單，當(dāng)前生產(chǎn)過程中利用比較多方法16/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 1715方法3 標識法17/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 1815方法4 擰緊法（T）18/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 1915

9、方法5 move on 法19/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 2015方法6 瞬時松動法20/334.3靜態(tài)扭力測量方法4、扭力衰減/5/15Page 2115方法6 瞬時松動法（Break away)操作步驟21/334.4扭力衰減影響原因4、扭力衰減/5/15Page 2215扭矩衰減影響原因很多，如扭矩衰減已造成連接失效，不滿足產(chǎn)品要求時，應(yīng)從設(shè)計和工藝角度進行分析、改進。22/334、扭力衰減/5/15Page 23影響原因舉例說明：1、被裝配件表面粗糙度：材料變形-局部嵌入4.4扭力衰減影響原因應(yīng)對策略：盡可能防止部件表面粗糙度過大23/334、扭力衰減/

10、5/15Page 24影響原因舉例說明：2、彈性連接材料：尤其是塑料或密封件4.4扭力衰減影響原因應(yīng)對策略：降低最終擰緊速度分步擰緊如分步驟設(shè)置目標扭矩60%-80%-100%使用擰緊(如至目標扭矩80%)+反松+最終擰緊方法24/334、扭力衰減/5/15Page 25影響原因舉例說明：3、過快裝配速度、不合理裝配動作4.4扭力衰減影響原因應(yīng)對策略：降低最終擰緊速度分步擰緊如分步驟設(shè)置目標扭矩60%-80%-100%使用擰緊(如至目標扭矩80%)+反松+最終擰緊方法選取適當(dāng)工具多軸同時擰緊擰緊次序25/334、扭力衰減/5/15Page 26影響原因舉例說明：3、過快裝配速度、不合理裝配動作

11、4.4扭力衰減影響原因選取適當(dāng)工具26/334、扭力衰減/5/15Page 27影響原因舉例說明：3、過快裝配速度、不合理裝配動作4.4扭力衰減影響原因擰多軸同時擰緊27/334、扭力衰減/5/15Page 28影響原因舉例說明：3、過快裝配速度、不合理裝配動作4.4扭力衰減影響原因擰緊次序 螺紋聯(lián)接時緊固力和緊固次序相當(dāng)主要，如緊固力與緊固次序配合不妥，表面看起來螺紋其實都以緊固完成，實質(zhì)上螺紋在經(jīng)過震動、沖擊和交變運動后，很快就會松動。所以在成組螺釘、螺母緊固時，一定按正確緊固次序逐次（普通兩三次）擰緊螺母。普通第一次緊固力為25%，第二次緊固力為50%，第三次緊固力為100%。下列圖為各

12、種聯(lián)接件緊固次序： 長條形零件：從中間開始向兩邊緊固，預(yù)防零件變形642315796147832510124716285328/334、扭力衰減/5/15Page 29影響原因舉例說明：3、過快裝配速度、不合理裝配動作4.4扭力衰減影響原因擰緊次序 對稱零件：從對角開始緊固，如方形、圓形件29/334、扭力衰減/5/15Page 30影響原因舉例說明：3、過快裝配速度、不合理裝配動作4.4扭力衰減影響原因擰緊次序 多孔零件緊固：從中向四面對稱發(fā)散進行30/334、扭力衰減/5/15Page 31影響原因舉例說明：4、其它：如裝配過程中溫度（復(fù)雜）4.4扭力衰減影響原因應(yīng)對策略：防止不合理摩擦防

13、止熱膨脹系數(shù)不一樣/相差過大31/334、扭力衰減/5/15Page 32影響扭矩衰減原因很多，針對不一樣扭矩衰減形式改進辦法也不盡相同，綜合以上內(nèi)容，從工藝和設(shè)計角度去考慮扭矩衰減常見改進辦法歸納以下，當(dāng)然，改進辦法不局限于以下內(nèi)容。4.5扭矩衰減改進辦法設(shè)計角度：1.表面粗糙度：表面粗糙度越小，材料表面越光滑，在擰緊后扭矩衰減越小。2.材料硬度：提升材料硬度，材料表面相互之間嵌入越困難，扭矩衰減也越小。3.彈性材料：塑料或橡膠等，盡可能少采取，如必須采取，應(yīng)制訂周全擰緊策略，以確保衰減后夾緊力滿足產(chǎn)品要求。4.螺栓選擇：細牙螺栓相比粗牙螺栓螺距更小，螺紋升角也小，在使用中不輕易松動，所以采取細牙螺栓扭矩衰減會較粗牙低32/334、扭力衰減/5/15Page 33影響扭矩衰減原因很多，針對不一樣扭矩衰減形式改進辦法也不盡相同，以下僅從工藝和設(shè)計角度去考慮扭矩衰減常見改進辦法，當(dāng)然，改進辦法不局限于以下內(nèi)容。：4.5扭矩