螺栓擰緊知識演示文稿

螺栓擰緊知識演示文稿當前第1頁\共有135頁\編于星期三\11點螺栓擰緊知識當前第2頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第3頁\共有135頁\編于星期三\11點引言當前第4頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第5頁\共有135頁\編于星期三\11點一、常見螺紋聯(lián)接二、螺紋聯(lián)接技術及緊固理論介紹三、裝配工藝開發(fā)及過程控制四、擰緊力矩的管理基礎五、螺紋聯(lián)接的常見失效形式與預防六、螺紋孔深度加工及攻絲注意事項目錄當前第6頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第7頁\共有135頁\編于星期三\11點常用螺紋緊固件

螺紋性能等級螺紋標記的含義等級性能標準對照

第一部分常見螺紋聯(lián)接當前第8頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第9頁\共有135頁\編于星期三\11點1.1、

常用螺紋緊固件當前第10頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第11頁\共有135頁\編于星期三\11點1.2、螺紋性能等級

國產螺紋的性能等級一般有幾種？

當前第12頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第13頁\共有135頁\編于星期三\11點1.3、螺紋標記的含義當前第14頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第15頁\共有135頁\編于星期三\11點1.4、等級性能標準對照3932282322——HRB（min)——898279716752HRB（min)4439373432——HRC（max）——99.595HRB（max）洛氏硬度HR89101212——20—2225min伸長率%1100940720660640480420300340240190max1080900720640640480400300320240180公稱12001000900800600500400300N/mm2公稱抗拉強度12.910.99.88.8d＞16

8.8d≤16

6.85.85.64.84.63.6機械物理性能屈服點屈服強度N/mm2當前第16頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第17頁\共有135頁\編于星期三\11點

螺栓連接受力示意圖和緊固扭矩分配示意圖

理論公式擰緊力矩的組成擰緊力矩和緊固軸力的關系

影響預緊力（夾緊力）的因素

緊固件擰緊的實質軸向預緊力的確定

螺栓連接件的特性第二部分螺紋聯(lián)接技術及緊固理論當前第18頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第19頁\共有135頁\編于星期三\11點2.1、螺栓連接受力示意圖請：標出螺栓擰緊過程中所受力當前第20頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第21頁\共有135頁\編于星期三\11點螺紋聯(lián)接緊固扭矩分配示意圖螺母&摩擦力55%夾緊載荷10%螺紋摩擦35%當前第22頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第23頁\共有135頁\編于星期三\11點2.2、理論公式當前第24頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第25頁\共有135頁\編于星期三\11點2.2、理論公式當前第26頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第27頁\共有135頁\編于星期三\11點1）支承面摩擦力矩TW2）螺紋副摩擦力矩TST=Ts+Tw注：軸向力所產生的力矩為零。螺紋副摩擦力矩TS支承面摩擦力矩TW軸力軸力2.3、擰緊力矩的組成當前第28頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第29頁\共有135頁\編于星期三\11點緊固軸力Ff（預緊力）的計算：

T=KFfdFf=T/Kd彈性區(qū)域內緊固力矩TFmax彈性區(qū)FminKmaxKmin塑性區(qū)緊固軸力Ff2.4、擰緊力矩和緊固軸力的關系當前第30頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第31頁\共有135頁\編于星期三\11點在采用同一扭矩緊固時摩擦系數(shù)與預緊力的關系。摩擦力潤滑后的螺栓壞的螺紋普通緊固軸力2.5、影響預緊力（夾緊力）的因素當前第32頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第33頁\共有135頁\編于星期三\11點控制螺紋緊固軸力（預緊力），保證被連接件所需的夾緊力。夾緊力需適中：1）夾緊力過小，被連接件容易松動；2）夾緊力過大，被連接件容易損傷，同時，也容易造成螺紋件的損壞。2.6、緊固件擰緊的實質

當前第34頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第35頁\共有135頁\編于星期三\11點軸向預緊力下限值：由連接結構的功能決定，此值必須保證被聯(lián)接件在工作過程中始終可靠貼合；軸向預緊力上限值：由螺栓（螺母）和被連接件的強度決定，此值必須保證螺栓及被聯(lián)接件在預緊和服役過程中不發(fā)生破壞。（如：螺栓拉長、擰斷、脫扣、被聯(lián)接件壓陷/破裂等）2.7、軸向預緊力的確定當前第36頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第37頁\共有135頁\編于星期三\11點抗拉強度應變屈服點失效彈性區(qū)塑性區(qū)屈服強度極限抗拉強度60%50%力矩取值？2.8、螺栓連接件的特性當前第38頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第39頁\共有135頁\編于星期三\11點螺紋聯(lián)接擰緊的幾個階段

螺紋聯(lián)接裝配工藝方法第三部分

螺紋聯(lián)接裝配工藝及過程控制當前第40頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第41頁\共有135頁\編于星期三\11點Stage1Prevailing

TorqueStage2DrawDownStage3ElasticStage4Plastic0.2%bkFbFyFpO3.1、螺紋聯(lián)接擰緊的幾個階段當前第42頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第43頁\共有135頁\編于星期三\11點3.2.1扭矩直接控制法3.2.2扭矩控制—轉角監(jiān)控法3.2.3扭矩+角度控制法3.2.4屈服點控制法3.2.5螺栓長度法3.2、螺紋聯(lián)接裝配工藝方法當前第44頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第45頁\共有135頁\編于星期三\11點3.2.1扭矩直接控制法TU=kL?D?FUTL=kU?D?FLT=k?D?F

扭矩直接控制法原理TFkTUTLFUFLＫＭＩＮＫＭＡＸ當前第46頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第47頁\共有135頁\編于星期三\11點方法介紹:這是利用扭矩值與預緊力的線性關系進行控制的方法，該方法在擰緊時只對緊固扭矩（T）進行控制，操作簡便。但扭矩控制法受扭矩系數(shù)影響較大，90%以上用于克服螺紋和支承面摩擦扭矩，初始預緊力的離散度隨著擰緊時摩擦損耗等因素的控制程度而變化，因而離散度較大．精度很低。應用：一般用在非關鍵部位。Fmax彈性區(qū)FminKmaxKmin塑性區(qū)緊固力矩T緊固軸力Ff3.2.1扭矩直接控制法當前第48頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第49頁\共有135頁\編于星期三\11點扭矩時間扭矩=OKTminTmax

擰緊曲線:例：飛輪螺栓擰緊要求為130-140Nm3.2.1扭矩直接控制法當前第50頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第51頁\共有135頁\編于星期三\11點

在采用扭矩控制的同時,用緊固轉角θf作為指標對預緊力進行監(jiān)控的控制方法。

Ⅰ.20%N扭矩設定轉角控制的起始點

Ⅱ.從起始點計算轉角，同時記錄扭矩3.2.2扭矩控制—轉角監(jiān)控法當前第52頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第53頁\共有135頁\編于星期三\11點扭矩角度扭矩=OK角度：監(jiān)控TmaxTmin20%θ

minθ

max設定角度3.2.2扭矩控制—轉角監(jiān)控法當前第54頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第55頁\共有135頁\編于星期三\11點TsTA

aaFA

TUTLFs

原理：分步擰緊，先采用扭矩控制,再采用緊固轉角θf進行控制的方法。大多數(shù)廠家用轉角法一般在塑性區(qū)3.2.3扭矩轉角法當前第56頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第57頁\共有135頁\編于星期三\11點角度=OK扭矩=OK扭矩角度T0θ

1θ

2△θ

3.2.3扭矩轉角法當前第58頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第59頁\共有135頁\編于星期三\11點F0FyvFpvFTaFsFA

F0(0.30.7)FyvT=k?D?Fa=(F-TS/KD)/η扭矩轉角法與扭矩法比較當前第60頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第61頁\共有135頁\編于星期三\11點

Ⅰ.擰緊系統(tǒng)先將螺栓擰至一起始力矩（50%），然后系統(tǒng)不斷計算扭矩/轉角斜率，當螺栓材料達到屈服點（扭矩不再增加，而角度增加很快），斜率急劇下降，則系統(tǒng)發(fā)出控制信號；Ⅱ.得到信息后，系統(tǒng)略微停頓，再轉10°左右。3.2.4屈服點控制法當前第62頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第63頁\共有135頁\編于星期三\11點3.2.5螺栓長度法當前第64頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第65頁\共有135頁\編于星期三\11點螺紋緊固的四種錯誤擰緊工具的選擇擰緊檢具及檢測方法力矩檢測影響因素擰緊力矩的影響因素加強過程控制第四部分擰緊力矩管理基礎當前第66頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第67頁\共有135頁\編于星期三\11點緊固作業(yè)者的錯誤：忘記緊固，或緊固工具使用不當（工具正確）；緊固方法的錯誤：緊固次序不當，或緊固工具選擇欠妥（工具不正確）；緊固工具的錯誤：工具精度不高，性能不好；緊固連接件的錯誤：零部件尺寸超差，材質不好，螺紋潤滑不良。4.1、螺紋緊固的四種錯誤當前第68頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第69頁\共有135頁\編于星期三\11點4.2.1擰緊工具的分類：根據(jù)使用條件分根據(jù)擰緊扭矩分根據(jù)制造商分4.2、擰緊工具的選擇當前第70頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第71頁\共有135頁\編于星期三\11點定扭工具類型優(yōu)缺點擰緊精度控制方式4.2.1常用定扭工具對比4.2、擰緊工具的選擇當前第72頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第73頁\共有135頁\編于星期三\11點4.2.2擰緊工具的選擇方法有扭力要求的工具，應選用定扭工具。在選用定扭工具時，應考慮哪些因素？

當前第74頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第75頁\共有135頁\編于星期三\11點4.3.1常用的檢測工具有：1）靜態(tài)檢測

2）動態(tài)檢測

4.3、擰緊檢具及檢測方法當前第76頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第77頁\共有135頁\編于星期三\11點4.3.2檢測工具的選擇曾用檢具指針式指針式扭力桿鋼性較差，使用后扭矩值下降，且使用壽命低，精度低，測量值瞬時讀取NG“咔嗒”式裝配用工具（非檢具），數(shù)值不可讀取現(xiàn)用檢具表盤式傳力桿上有指示扭矩值的表盤，主動指針指示瞬時值、從動指針指示最大值OK數(shù)顯式直接顯示扭矩值，隨扭矩的變化而顯示出瞬時值，可記錄打印，精度較高傳感器式通過傳感器顯示出動態(tài)或靜態(tài)測量值，精度較高當前第78頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第79頁\共有135頁\編于星期三\11點1）事后法（靜態(tài)檢測）：擰緊法擰松法復位法2）過程法（在線動態(tài)檢測）：傳感器法、常用檢測方法檢具必須定期標定

當前第80頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第81頁\共有135頁\編于星期三\11點檢測方法主要內容力矩變化系數(shù)備注三種靜態(tài)檢測方法，如何使用？當前第82頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第83頁\共有135頁\編于星期三\11點1）連接件表面質量及裝配扭矩形成過程的影響（表面的粗糙度及硬度等）2）檢測工具的影響（精度）3）檢測方法的影響（力矩變化系數(shù)）4.4、力矩檢測的主要影響因素當前第84頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第85頁\共有135頁\編于星期三\11點影響擰緊力矩的主要因素：1）氣壓情況2）潤滑情況3）零部件質量4）擰緊工具5）擰緊方法4.5、擰緊力矩的影響因素當前第86頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第87頁\共有135頁\編于星期三\11點

氣壓的穩(wěn)定性對擰緊力矩的影響較大，不同的氣壓，風動工具將輸出不同的力矩。尤其要保證風動工具在運轉的過程中有一個穩(wěn)定的氣壓。4.5.1氣壓影響當前第88頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第89頁\共有135頁\編于星期三\11點連接零件扭矩系數(shù)K有潤滑無潤滑角螺栓和螺母0．180．26凸緣螺栓和螺母0．230．31

在有潤滑的條件下，扭矩系數(shù)K變化，同一扭矩將得到不同的軸向預緊力（夾緊力）成反比；或相同的預緊力時，扭矩成正比。4.5.2潤滑影響當前第90頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第91頁\共有135頁\編于星期三\11點

零部件的質量對擰緊力矩的也有一定的影響，如螺紋爛牙、定位尺寸誤差、支撐面變形等。例：輪胎螺栓與鋼圈的定位誤差，易造成“假扭矩”，即力矩達到要求，在地面滾動后，力矩急劇下降。4.5.3零部件質量的影響

連接件表面存在有雜質、磕碰、毛刺、定位誤差、支撐面變形等，使結合面產生非正常連接，螺紋結合面將產生咬合現(xiàn)象。使得相同的裝配扭矩所產生的軸向預緊力降低、甚至為零。當前第92頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第93頁\共有135頁\編于星期三\11點擰緊工具的精度對擰緊力矩有直接的影響檢測工具的精度對力矩檢測結果有直接的影響4.5.4

工具的影響當前第94頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第95頁\共有135頁\編于星期三\11點擰緊方法對裝配質量有較大的影響，常用的方法有哪幾種？

4.5.5

擰緊方法的影響當前第96頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第97頁\共有135頁\編于星期三\11點案例一人工檢測的力矩值大于螺母擰緊機顯示值（比如凸輪軸蓋螺栓、飛輪螺栓）？？？

當前第98頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第99頁\共有135頁\編于星期三\11點案例二、在轉角法中，轉角未達到設定值，而最終力矩值超大出了監(jiān)控范圍（70-110N·m）機器報警？？？

當前第100頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第101頁\共有135頁\編于星期三\11點案例三在轉角法中，轉角已達到設定值，而最終力矩值超小出了監(jiān)控范圍（70-110N·m）機器報警？？？

當前第102頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第103頁\共有135頁\編于星期三\11點4.6、加強過程控制首檢

巡檢當前第104頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第105頁\共有135頁\編于星期三\11點常見的失效形式防止松動的有效措施第五部分

螺紋常見的失效形式與預防措施當前第106頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第107頁\共有135頁\編于星期三\11點松動

裝配拉長疲勞斷裂裝配斷裂延遲斷裂裝配脫扣過載靜斷裝配干涉墊片及被聯(lián)接件損壞（壓陷、破裂）5.1螺紋聯(lián)接的常見失效形式:當前第108頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第109頁\共有135頁\編于星期三\11點概念：預緊螺栓的軸向力顯著降低至設計要求的下限以下。表現(xiàn)形式有哪些？、松動

松動原因？？

當前第110頁\共有135頁\編于星期三\11點當前第111頁\共有135頁\編于星期三\11點確保預緊力、提高預緊力：普遍有效涂膠：適用于振動或橫向導致的回轉類松動螺栓減細：適用螺栓伸長及被聯(lián)接件減薄的場合改進結構：防止切向載荷、平墊改鑲圈防松緊固件：異形牙螺母、鑲圈螺母、開槽螺母、帶齒螺栓（螺母）5.2、防止松動的有效措施當前第112頁\共有135頁\編于星期三\11點