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你拧螺 栓的方法对了么?

来源:江阴市 江扬标准紧固件有限公司 发布时间:2019-04-24 14:51:57 浏览人次:14

据说德 国工人拧螺栓有一个拧三圈回半圈的说法,好多人 都不知道是什么原因。

德国人 对于工匠精神的严谨与执着让国人称赞。有些朋 友会问直接拧两圈半不就完了嘛?但是事实是这样的吗?

在多数 的德国高端机械设备的工厂里,对于特殊部位组装时,关于拧螺丝,是有严 格的操作手册指导完成的,施加多 大的扭矩都有明确规范。

螺丝在拧紧后,为了防止松动,应额外 施加一个预紧力,因此松 半圈后预紧力将消除,螺丝在 拧紧后处于弹性形变中,尤其是 在高温和震动载荷的情况下,长期这 样持续压力会产生蠕变,螺丝变成塑性变形后,其强度 会大幅下降甚至失效。退回半 圈是让弹性形变恢复一些,同时消除预紧应力,以后螺 丝在持续压力的变形还是在弹性形变之中,产生塑 性应变和失效的几率大幅降低,使螺丝 能保持持续高强度的压力,而直接 拧两圈半是达不到这样的效果。

再来讲 述一个细节故事:同样品 牌型号的汽车有原装进口和国内组装之分。在国内 组装时一个细节让管理者相当头疼,德国原装时,工人拧 螺丝严格按照作业指导书的要求执行进三圈再退回半圈;在中国 组装工厂也同样这样要求,但组装 工人在最后回半圈时偷懒的比较多,但这是 肉眼看不到的差异,随着时间的推移,那个半 圈的影响就显现出来了。同样的汽车型号,国产车 的某些部位明显比进口车故障和维修率高。

拧紧过程的简要分析

1、541规则(即50%、40%、10%)

如下图,通常情况下,在螺栓的拧紧过程中,实际转 化为螺栓夹紧力的扭矩仅占10%,其余50%用于克 服螺栓头下的摩擦力,40%用于克 服螺纹副中的摩擦力,这就是“541”规则,主要反 映夹紧力与摩擦力之间的关系。但若施 加一定的改善措施(如涂抹润滑油)或螺纹副中存有缺陷(如杂质、磕碰等),该比例 关系会受到不同影响而改变。

2、螺栓连接件的特性

拧紧过程的主要变量

①扭矩(T):所施加的拧紧动力矩,单位牛米(Nm);

②夹紧力(F):连接体 间的实际轴向夹(压)紧大小,单位牛(N);

③摩擦系数(U):螺栓头、螺纹副 中等所消耗的扭矩系数;

④转角(A):基于一 定的扭矩作用下,使螺栓 再产生一定的轴向伸长量或连接件被压缩而需要转过的螺纹角度。

螺栓拧紧的控制方法

1. 扭矩控制法

定义:当拧紧 扭矩达到某一设定的控制扭矩时,立即停 止拧紧的控制方法。

优点:控制系统简单、直接,易于用 扭矩传感器或高精度扭矩扳手来检查拧紧的质量。

缺点:控制精度不高(预紧力误差±25%左右),也不能 充分利用材料的潜力。

2. 扭矩-转角控制法

定义:先把螺 栓拧到一个不大的扭矩后,再从此点开始,拧一个 规定的转角的控制方法。

优点:螺栓轴 向预紧力精度较高(±15%),可以获 得较大的轴向预紧力,且数值 可集中分布在平均值附近。

缺点:控制系统较复杂,要测量 扭矩和转角两个参数;且质检 部门也不易找出适当的方法对拧紧结果进行检查。

3. 屈服点控制法

定义:把螺栓 拧紧到屈服点后,停止拧紧的一种方法。

优点:拧紧精度非常高,预紧力 误差可以控制在±8%以内;但其精 度主要取决于螺栓本身的屈服强度。

缺点:拧紧过 程需要对扭矩和转角曲线的斜率进行动态的、连续的计算和判断,控制系统的实时性、运算速 度等都有较高的要求。

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