擰緊基礎(chǔ)知識講解

擰緊基礎(chǔ)知識講解第一頁，共五十八頁，2022年，8月28日工具形式及選擇第二頁，共五十八頁，2022年，8月28日POSITIVES正版的Highpowertoweightratio重量比率高Fast快速（速度快）NoReaction沒有反應(yīng)NonTechnicalMaintenance非技術(shù)維修Compact體積小Inexpensive價格適中NEGATIVES盜版的LittleorNocontrol半受控或不受控Noisy有噪音HighVibration高振動沖擊扳手第三頁，共五十八頁，2022年，8月28日沖擊扳手結(jié)構(gòu)外形、輪廓巨大的錘子第四頁，共五十八頁，2022年，8月28日NEGATIVES消極

TorqueReadoutRundownspeedTwoHandOperation(anglewrenches)POSITIVES積極GoodRepeatabilityInexpensiveLowOvershoot離合器型氣動工具價格適宜沖勁低重復(fù)性能好運(yùn)行速度下降雙手操作自己讀力矩第五頁，共五十八頁，2022年，8月28日Oncepresettorqueisdeliveredtothejoint,Clutchspringgetscompressedtriggeringthemechanismtoshutoffairsupplytothemotor,providingexcellentrepeatability.一旦預(yù)先設(shè)定的扭矩傳遞到結(jié)合處，離合器彈簧壓縮，觸發(fā)空氣供應(yīng)切斷機(jī)制運(yùn)行，并能重復(fù)性工作，且效果優(yōu)良。離合器自動斷氣型扳手扭矩推桿汽車末端離合器彈簧離合器調(diào)節(jié)螺母螺絲起子第六頁，共五十八頁，2022年，8月28日POSITIVESAccurateLowNoiseCleanClosed-LoopFeedbackErgonomicLowRunningCostCanbeinterfacedwithPLCsandBCRsNEGATIVESHighInitialInvestmentTorqueReactionTwohandoperation(angletools)電動擰緊機(jī)精確噪音低清潔閉環(huán)反饋工效性運(yùn)行成本低兼具燃料裝填控制系統(tǒng)

和BCRs初始投資高扭矩反應(yīng)兩手操作第七頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊機(jī)控制柜第八頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊工具選擇OperatorErgonomics(Reaction,ToolWeight,ArmPosition,Frequency)CycleRateFastenerandDriveTypeAccesstoFastener(SizeandSpaceConstraints)JointCriticalityDataCollectionTorqueLevelBudgetPowerSourceMaintainabilityTighteningStrategy嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟呗跃S修能力力源數(shù)據(jù)收集結(jié)合臨界預(yù)算緊固件通道扭矩水平循環(huán)率緊固件和驅(qū)動類型人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用（反應(yīng)，工具重量，力臂位置，頻率）第九頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊工具選擇綜述Reliableboltedjointsaredependentonmanyfactors:FastenerqualityandtypeConsistencyofjointmaterialsAssemblytoolusedAssemblymethodorstrategyOperatorInfluenceFrictionalScatterMaintenanceofboltclamploadToolandassemblymethodselectionshouldoccurearlyinthedesignprocesstobemosteffective螺栓連接的可靠性影響因素很多：緊固件質(zhì)量和類型聯(lián)合材料的一致性所用的集裝工具集裝方法或集裝策略操作人員的影響摩擦散射螺栓鉗負(fù)荷的維護(hù)工具和裝配方法的選擇應(yīng)在設(shè)計過程中及早進(jìn)行，這樣才最有效第十頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量術(shù)語動態(tài)扭矩 -PeakTorqueMeasuredDuringtheInstallationofaFastenerUsingaPowerTool -ThePreferredandMostAccurateMeasurementForAssemblyStatisticalprocessControl靜態(tài)扭矩 -TorqueValueThatExistWithoutProducingRotationinaFastener -UsedOnlyasanIndicationofaMinimumTorque殘留扭矩

-TorqueMeasuredAfterFastenerisInstalledbyRotatingTheFastenerinTighteningDirection -CanHaveSignificantMeasurementErrordependingonequipmentusedtoAuditTorque峰頂扭矩測量應(yīng)用在用扭力工具進(jìn)行緊固件安裝中----這是統(tǒng)計過程控制最恰當(dāng)最精確的測量方法。轉(zhuǎn)矩存在的價值不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的緊固件，僅作為最低轉(zhuǎn)矩的說明當(dāng)緊固件按某一方向被旋緊安裝后再進(jìn)行扭矩測量重大測量誤差的產(chǎn)生取決于所使用設(shè)備的審計轉(zhuǎn)矩第十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量“標(biāo)記法Back-to-the-Mark”

準(zhǔn)確度 :高方便性/速度 :低MarkthenloosenBolt.TightenBacktoOriginalPosition標(biāo)記后檸松螺栓，再擰緊回初始位置。TrulyChecksDynamicTighteningTorque切切實實的檢查動態(tài)擰緊扭矩WorksOnlyinTappedHoles這種方法僅僅用在各塞孔處TimeConsuming耗費時間第十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量“Off-torque”

準(zhǔn)確度 :低方便性/速度 :中MeasurePeakLooseningTorque測量松動扭矩的峰值MeasurementofOff-TorqueDoesNotRelateAccuratelytoTighteningTorqueOff-Torque緊固扭矩的測量方法缺乏準(zhǔn)確性不知道第十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量帶響聲手動扭矩扳手

準(zhǔn)確度 :低方便性/速度 :高ApplyTorqueUntilWrenchClicksatSetTorque扳手點擊所設(shè)扭矩之前的扭矩為適合扭矩NotaRealAuditMethod--BasicallyaTorqueRe-ApplicationMethod不是一種真正的審查方法,基本上是一種扭矩再應(yīng)用檢測OnlyGivesAssuranceThatInspectedFastenerHasBeenTightened只能用來檢測早先緊固件的緊固情況第十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量扭矩手動扳手

準(zhǔn)確度 :低方便性/速度 :中ApplyTorqueUntilOperatorSensesMovement操作人員能夠感應(yīng)到移動之前的扭矩為適合扭矩ReadPeakTorqueonToolIndicator從指示器上讀出峰值扭矩SubjecttoOperatorsSkillandJointConditions遵從操作技能和共同條件第十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量扭矩/角度扳手帶外部記錄儀器 準(zhǔn)確度 :較高方便性/速度 :低CapableofMeasuringDynamicTorque能夠測量動態(tài)扭矩EquipmentIsBulkyandDifficulttoUse設(shè)備龐大很難用

第十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩測量扭矩/角度力矩扳手帶有動態(tài)扭矩監(jiān)測算法 準(zhǔn)確度 : 高方便性/速度 : 高TrulyChecksDynamicTorqueAftertheFastenerHasBeenRotatedaSmallAmount緊固件已經(jīng)小幅度旋轉(zhuǎn)之后再切實檢查動態(tài)扭矩

第十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日動態(tài)扭矩PeakStaticTorque靜態(tài)扭矩峰值A(chǔ)ngle,qResidualTorqueMeasuredDynamically殘余扭矩的動態(tài)測量Torque,T“Snug”

Torque“事宜扭矩CaptureAngle2°-4°角度第十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日工件連接基礎(chǔ)知識HardJoint-30°orless -hightorquerate

硬連接——30°或更小——高轉(zhuǎn)矩率SoftJoint-720°ormore -lowtorquerate軟連接——720°或更大---低扭矩率第十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日連接形式硬連接30°orlessrotationbetweensnugandfinaltorque(27°between10%and100%torque)介于適宜扭矩與最后扭矩30度或小于30度的旋轉(zhuǎn)

(0.27的公差)。軟連接720°rotationbetweensnugandfinaltorque(650°between10%and100%torque)

介于適宜扭矩與最后扭矩做720度的旋轉(zhuǎn)

(6.5的公差)。JOINTRATESASDEFINEDBYISO5393連接率的定義由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織5393界定Jointratehighlyeffectsthefinalclamploadachievedbyagiventorque連接率對最后給定的夾負(fù)載力矩有很大的影響力ClampLoad(torque)Angle(Time)ClampLoad夾負(fù)荷Angle第二十頁，共五十八頁，2022年，8月28日TORQUE扭矩TLTHTCSNUG27°As30°A1TLTHTCSNUG適宜>720°A0As連接形式第二十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日連接形式

PREVAILINGTORQUENotableTorqueBeforeFastenerBeginstoSeat緊固件在開始設(shè)定位置前應(yīng)予以重視CanbeHardorSoft或是硬鏈接或只是軟連接Examples例如-ThreadForming 線程的形成 -ThreadCutting螺紋切削-SelfLocking自鎖功能 -DamagedThreads-Damaged螺紋破損PrevailingTorque現(xiàn)行扭矩SNUGTLTHTC第二十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊基礎(chǔ)知識第二十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩和轉(zhuǎn)角長度(Feet,Meters)腳、米力(Newtons,Pounds)牛頓,英鎊扭矩=力x長度角度90°135°第二十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊基礎(chǔ)TighteningThreadedFastenersisBasicallyanEnergyTransferProcess螺紋緊固件緊固過程可以說是能量轉(zhuǎn)移的過程AreaUnderTorque-AngleCurveisProportionaltotheEnergyRequiredtoTightentheFastener

扭矩—角度曲線以下的區(qū)域與緊固件緊固所需的能量成正比。T=K·d·F

T=Torque扭矩d=NominalDiameter公眾認(rèn)可的直徑F=Force力K=FrictionFactor

摩擦因素角度,q扭矩,TAreaμEnergy第二十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩消耗到哪里去了?螺紋摩擦力夾緊力螺帽摩擦力扭矩螺帽摩擦力 –55%羅紋摩擦力 -35%夾緊力 -10%第二十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊曲線扭矩上限扭矩下限合格窗口角度下限角度上限SnugTorque(Threshold)適宜扭矩(閾值）Prevailing

Torque現(xiàn)行扭矩扭矩(夾緊力)角度,

q目標(biāo)扭矩螺栓屈服點PlasticRange塑性范圍ElasticRange彈性范圍第二十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊曲線Rundown破舊Rundown:

Beforethebolthead/nutcomesintofullcontactwithbearingarea在螺栓頭/螺母完全接觸軸承區(qū)域之前Plastic/Post-Yield塑性/標(biāo)桿-效益Plastic/Post-Yield:

Permanentdeformationoffastenerorpossibleyieldingofthreads,jointorgasket緊固件的永久變形或只是線程、連接或墊圈的形成ElasticClamping彈性夾緊ElasticClamping:

Constanttorque/angleslopewhereenergyistransferredfromtooltoassembly恒量扭矩/斜率界定在能源問題轉(zhuǎn)移到裝配工具過程時Snug適宜Snug:

Fastenerandjointmatingsurfacesaredrawnintoalignment

緊固件及連接點表層要對齊第二十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩控制擰緊過程擰緊方法扭矩上限扭矩下限SnugTorque(Threshold)適宜的扭矩(閾值)。扭矩(夾緊力)角度,

q目標(biāo)扭矩第二十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日Thevariationinclamploadsiscontrolledbyfrictionscatter.Usinga

veryaccurate

wrenchwillnothelppreloadscatter.However,a

veryinaccurate

wrenchwillhaveadetrimentalimpactonpreloadscatter.負(fù)荷作用下的變形源于摩擦。使用非常精確的扳手不能緩解再負(fù)荷式的散射，然而對負(fù)荷分散會產(chǎn)生不利影響。扭矩控制擰緊擰緊方法第三十頁，共五十八頁，2022年，8月28日扭矩控制擰緊擰緊方法AppliedTorqueIsControlledDirectlyorIndirectly

扭矩的應(yīng)用直接或間接受控TargetTorqueIsUsually50%to85%ofYieldTorque

目標(biāo)扭矩通常介于效益扭矩的50%--85%UsedinElasticRangeofFastener

用于緊固件彈性范圍內(nèi)90%OfAppliedTorqueIsUsedtoOvercomeFriction

90%的應(yīng)用扭矩是用來克服摩擦的Alsoknownas:Torque,StraightTorque

據(jù)目前所知：扭矩、直扭矩PreloadAccuracy±25%再負(fù)荷精確度±25%第三十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日Step1:ApplyaTorquetoConsolidatetheJoint

Components(SnugTorque)

第一步：運(yùn)用扭矩來鞏固部件的連接情況Step2:TurntheFastenerThroughaPre-determinedAngle第二步:通過預(yù)先設(shè)定的角度進(jìn)行緊固OriginallyDevelopedforBeyondYieldTightening,NowAlsoUsedintheElasticRange最初的超出擰緊區(qū)域的發(fā)展屈服,現(xiàn)在也用在彈性范圍內(nèi)RequiresApplicationTestingtoEstablishSnugTorqueandAngleParameters需要應(yīng)用試驗建立適宜的轉(zhuǎn)矩和角參數(shù)Alsoknownas:TurnoftheNut,Torque-Angle

目前所知:螺母的旋轉(zhuǎn)扭矩-角度PreloadAccuracy±15%再負(fù)荷精確度±15%角度控制擰緊方法第三十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日角度控制LowAngleLimit角度下線HighAngleLimit角度上限SnugTorque(Threshold)Torque(ClampLoad)Angle,

q第三十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日角度控制ScatterinPreloadisCausedMainlybyTheScatterinFrictionDuringtheTorqueTightening(SnugTorque)PortionoftheTighteningProcedure預(yù)分散主要由于在緊縮過程中扭矩擰緊部分產(chǎn)生的分散摩擦造成的。DuringtheAngleTighteningPortionThereisnoScatterinPreloadDuetoFriction,OnlytheScatterinAppliedAngleTurned在角度緊縮部分，沒有因摩擦而產(chǎn)生負(fù)荷的散射，只有應(yīng)用角度旋轉(zhuǎn)時的散射。第三十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日角度控制角度說明:Snugtorquehasatolerancewhichcanincreasetheinitialclamploadscatter.適宜扭矩已為能夠增加最初的預(yù)散射提供了空間。Alowsnugtorqueshouldbeusedwheneverpossible.Whenahighsnugtorqueisused,theeffectofconstantpreloadv.angleislost.較低的適宜扭矩應(yīng)該盡量加以利用。而當(dāng)使用一個高的適宜扭矩時,預(yù)設(shè)的角度常量的作用會被忽視。Alowsnugtorquewillalsoreducetheeffectsoftorquescatterbeforetheangleiscounted.角度計算之前，較低的適宜扭矩將會減少扭矩分散。Whentighteningintheplasticrangeofafastener,variationinyieldstrengthisalsoafactor.在緊固件塑性范圍內(nèi)緊縮時，變形也是產(chǎn)生角度的一個原因。第三十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日屈服點控制TorqueandAngleAreMonitoredDuringTightening緊縮時扭矩和角度是相輔相成的。TheMaximumGradientisStored&theYieldPointIdentifiedWhentheGradientFallstoaFractionoftheMaximum當(dāng)梯度下降達(dá)到最大值的一部分時，最大梯度值會被記錄，緊縮點也會被確定。UtilizesMaximumLoadPotentialoftheFastener利用緊固件的最大承載潛力LargelyUninfluencedbyFriction在很大程度上不受摩擦的影響AllowsTorqueAngleInspectionofEveryTightening允許對所有緊縮政策實施扭矩轉(zhuǎn)角的監(jiān)控BoltsCanBeReused

螺栓可以重復(fù)利用Alsoknownas:TorquetoYield扭矩屈服點PreloadAccuracy±8%

擰緊方法第三十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日屈服點控制50%ofPeakGradient50%的峰值梯度TorqueGradient扭矩梯度BoltYieldPoint螺栓屈服點TorqueTorque(ClampLoad)夾負(fù)荷Angle,

q第三十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日屈服點控制ReducedVariationinPreloadAfterTightening:緊縮之后減少預(yù)負(fù)荷中的變形PreloadScatterisMoreDependentonStrengthVariationThanFrictionVariation比起摩擦，預(yù)分散更依賴于強(qiáng)度變化BoltStrengthisMoreControllableThanFriction螺栓強(qiáng)度比起摩擦力可控性更強(qiáng)。第三十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日

PRELOAD,N,預(yù)負(fù)荷NThread線程GradeSizeRange8.810.912.98.810.912.9M4x0.7Minimum4,4006,2007,3003.14.45.3Maximum5,6007,6008,8004.367.2M5x0.8Minimum7,20010,00012,2006.4911Maximum9,20012,40014,6008.71215M6x1.0Minimum10,20014,20016,100111418Maximum13,00017,60020,500152024M8x1.25Minimum18,60026,20031,400253744Maximum23,80032,20037,800365160M10x1.5Minimum29,80041,60050,000527388Maximum38,00051,20060,0007199119M12x1.75Minimum43,40060,70072,90092128156Maximum54,40074,90087,700127173207M14x2.0Minimum59,40083,300100,000144205244Maximum75,600102,000120,000200280335M16x2.0Minimum82,500115,000138,000228322383Maximum105,000141,000166,000310450520M18x2.5Minimum99,200139,000167,000305430510Maximum127,000171,000201,000420595710GradeM6x1.0Minimum10,20014,20016,100111418Maximum13,00017,60020,500152024夾緊力和理想扭矩

EXPECTEDTORQUE,Nm預(yù)期的扭矩,海里第三十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日ClampLoadScatter夾負(fù)荷分散精密力矩扳手M10氣動沖擊扳手M14氣動定扭矩扳手M12最小夾緊力電動扳手屈服點控制M8±8%±15%±25%±30-40%工具和螺栓選擇第四十頁，共五十八頁，2022年，8月28日屈服點控制JointMayNotBeCriticalEnoughtoWarrantitsCost聯(lián)合不足以保證其成本ShouldNotUseWhen:不應(yīng)使用的時機(jī)可概括為以下方面：BoltYieldStrength>JointCompressiveStrength螺栓屈服強(qiáng)度大于聯(lián)合抗壓強(qiáng)度時BoltYieldsSomewhereOtherThanThreads螺栓產(chǎn)量某個主題HeadShears螺栓頭掉了NutStrips螺母無螺痕ApplicationsWhereFrequentDisassemblyisRequired應(yīng)用于頻繁解體所必需的場所JointsWithUnpredictableStiffnessQualities連接質(zhì)量等的不可預(yù)知IfYieldistheMostAccurate, WhyNotAlwaysUseit?如果產(chǎn)量是最準(zhǔn)確的,為什么不常用呢?第四十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤第四十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤FOURMAJORERRORSDURINGBOLTTIGHTENING:螺栓緊固中的四大錯：Humanerrors人的操作錯誤Tighteningmethoderrors緊固方法不當(dāng)Impropertoolerrors工具不適宜

Jointpartserrors連接部位錯誤Forgottotighten忘記擰緊Impropertoolsused使用了不恰當(dāng)?shù)墓ぞ遅rongspecifications規(guī)格錯誤Wrongtighteningprocedure緊固方法錯誤Wrongselectionoftools工具的選取不當(dāng)Inaccuracy不精確Mechanicalfailure機(jī)械故障Outofpartstolerance超出了部件的承受力Badmaterial材料不好Insufficientlubrication潤滑不充分第四十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤CLASSIFICATION&CAUSEFORLOOSENINGOFBOLTS螺栓松動分類及原因第四十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤CHARACTERISTICSDIAGRAMOFDEFECTIVEJOINT缺陷連接特征圖第四十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤Tighteningfaultscanbecausedbythejoint,thetoolortheoperator擰緊錯誤可由連接、工具或操作人員引起Thesefaultstypicallyshowupasmajordeviationsfromnormal這些缺點通常顯示為相對正常的偏離Thedetectionoftighteningfaultsisbestdonebyuncoveringdeviationsfromnormalangle緊固故障的檢測最好不要覆蓋正常角度的偏離ModernDCcontrollershavethecapabilitytomonitororcontrolangletoflagtheseprocesserrors現(xiàn)代的直流控制器能夠監(jiān)視和控制的角度，平復(fù)進(jìn)程中遇到的各種錯誤裝配過程中第四十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤由下列方法判斷:錯誤種類扭矩控制扭矩控制帶角度監(jiān)視屈服點控制帶扭矩和角度監(jiān)視

BolttooSoft(Loworhighfriction

conditions)摩擦過大或過小NOYESYESBolttooSoft(NormalFriction)摩擦適中NOUsuallyNOYESBolttooHard螺栓過硬NONOYESThreadFault(FrictionHigh)摩擦過大NOYESYESCoating/LubeFault

(FrictionextremelyLow)摩擦微乎其微NOYESYES第四十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤Angle,qTorque,TBlindHoleTooShort孔的深度欠缺ExpectedEffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimit第四十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤Angle,qTorque,TIncompleteOperation(toolshutoffearly)沒有完全操作ExpectedEffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimit第四十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤Angle,qTorque,TMisalignedParts忽略了角度EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitExpected第五十頁，共五十八頁，2022年，8月28日擰緊錯誤Angle,qTorque,TCrossedThreads孔直徑過大EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitExpected第五十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日Angle,qTorque,TJointComponentFails零部件連接錯誤擰緊錯誤EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitExpected第五十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日Angle,qTorque,TStrippedThreads多方面的滑扣擰緊錯誤EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitExpected第五十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日Angle,qTorque,TWarpedMatingParts要與外包部件匹配擰緊錯誤EffectonTorque/AngleEndofCycleData:扭矩/角最終的循環(huán)數(shù)據(jù)的作用:TorqueAngleTightening

CyclesTorqueHighLimit