螺栓擰緊控制方法解析

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下面一篇文章中的緊固方法，大俠們實(shí)際怎樣控制的。
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螺栓擰緊在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械制造中零部件的連接與裝配，機(jī)械整體的裝配等等，可以說幾乎是都離不開螺栓擰緊。
螺栓的擰緊應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的裝配是一個(gè)普遍現(xiàn)象，以前人們只是考慮在裝配時(shí)，把螺栓（或螺母）擰到最緊的程度。后來人們才發(fā)現(xiàn)，這個(gè)“最緊”不過是一個(gè)非常模糊的概念，它是因人而異的。一臺(tái)機(jī)器有幾十，以至成百上千個(gè)零件采用螺栓緊固裝配，在大生產(chǎn)中又是由多數(shù)人在不同的時(shí)間里完成的。如何有效的控制“擰緊”，并使其達(dá)到“最佳”，也就成為了機(jī)械行業(yè)十分關(guān)注的課題。
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縱觀國內(nèi)外擰緊技術(shù)的發(fā)展水平，隨著螺栓制造水平的不斷提高，歐美日等發(fā)達(dá)國家大力深入研究和推廣屈服點(diǎn)擰緊工藝。國內(nèi)全面推廣扭矩-轉(zhuǎn)角法，研究屈服點(diǎn)法，縮小與發(fā)達(dá)國家差距。
. H" e. @+ J( ?/ L! g螺栓擰緊方法主要有兩類，分別是彈性擰緊和塑性擰緊。彈性擰緊一般指扭矩?cái)Q緊法，塑性擰緊主要包括轉(zhuǎn)角擰緊法、屈服點(diǎn)擰緊法等。
  I$ o2 x' U4 k; _+ A. [下面就常見的幾種螺栓擰緊控制方法作簡單介紹：
6 {6 [( r# l/ V6 `8 u7 j# j& X. [1、扭矩控制法（T）
扭矩控制法是最簡單的控制法，通過螺栓扭矩值來控制被連接件的預(yù)緊力。預(yù)緊力F0擰緊時(shí)與擰緊扭矩T成正比關(guān)系 。
扭矩系數(shù)K的變化與螺紋表面及座面的光潔度、潤滑狀況、擰緊速度、所用擰緊工具有關(guān)。同時(shí)這個(gè)K值和溫度也有關(guān)系，經(jīng)過日本住友公司通過實(shí)驗(yàn)證明環(huán)境溫度每增加1℃，扭矩系數(shù)K就下降0.31%。所以，如用扭矩法擰緊螺栓其計(jì)算載荷需要1.3倍最大工作載荷。
' ^" I/ B1 z. I9 _' S) K扭矩控制法的優(yōu)點(diǎn)是：成本低，可以使用簡易的擰緊工具扭矩扳手來檢查擰緊質(zhì)量。其缺點(diǎn)就是：擰緊精度不夠，不能充分發(fā)揮材料潛力，環(huán)境影響大（溫度，螺栓螺紋，雜質(zhì)、磕碰等）。
2 {# O$ T3 `2 ?5 p- {# V, \5 ~5 |& w2、扭矩-轉(zhuǎn)角控制法（TA）又稱超彈性控制法
鑒于扭矩?cái)Q緊法存在的不足，美國在20世紀(jì)40年代末開始研究螺栓伸長和軸向力的關(guān)系。扭矩-轉(zhuǎn)角控制法是先將螺栓擰到一個(gè)不大的扭矩，一般會(huì)是擰緊力矩值的25%左右，再從此點(diǎn)開始，擰一個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)角的控制方法。
扭矩?cái)Q緊法是基于一定的轉(zhuǎn)角，是螺栓產(chǎn)生一定的軸向伸長及連接件被壓縮了。這樣做的目的是將螺栓擰到緊密接觸面上，并克服了一些表面凹凸不平等不均勻因素，而后面所需求的軸向夾緊力由轉(zhuǎn)角產(chǎn)生。在計(jì)算轉(zhuǎn)角之后，摩擦阻力對(duì)軸向夾緊力的影響不復(fù)存在，所以其精度比單純的扭矩控制法要高，扭矩控制法的要點(diǎn)就是測量轉(zhuǎn)角的起點(diǎn)，一旦這個(gè)轉(zhuǎn)角確定下來我們就可以獲得相當(dāng)高擰緊精度。
( E7 \) X4 {! E6 w1 l1 t扭矩-轉(zhuǎn)角控制法（TA）優(yōu)點(diǎn)：擰緊精度高，擰緊質(zhì)量穩(wěn)定，螺紋件摩擦系數(shù)對(duì)擰緊質(zhì)量的影響小；能充分利用螺栓的承載能力；螺栓可擰至塑性變形區(qū)而不致擰斷，設(shè)計(jì)預(yù)緊力可取螺栓屈服強(qiáng)度的80%?？梢垣@得較大的軸向夾緊力。缺點(diǎn)：其控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，需要測量預(yù)緊扭矩及轉(zhuǎn)角2個(gè)數(shù)據(jù)，質(zhì)量部門不易找出適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)擰緊結(jié)果進(jìn)行檢查跟進(jìn)。
8 J; t8 ]; A: q& }- s' G) J3、屈服點(diǎn)法
: l/ l; t# f* Y( q顧名思義屈服點(diǎn)控制法就是利用螺紋材料的屈服點(diǎn)來控制螺紋副的裝配。這種方法目前只有少數(shù)生產(chǎn)高端品牌的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠家在使用，因?yàn)樗枰O(shè)備成本太大。這種方法是在扭矩轉(zhuǎn)角控制法中發(fā)展而來的，是通過對(duì)扭矩-轉(zhuǎn)角曲線斜率的連續(xù)計(jì)算和判斷來計(jì)算屈服點(diǎn)的。屈服點(diǎn)擰緊法的理論目標(biāo)是將螺栓擰緊到剛過屈服極限點(diǎn)。采用屈服點(diǎn)擰緊時(shí)，首先將螺栓擰緊到某一個(gè)規(guī)定的起始力矩，從這點(diǎn)開始，設(shè)備監(jiān)控?cái)Q緊曲線的斜率值的變化，如果斜率下降到超過了設(shè)定值，那么就認(rèn)為把螺栓拉伸到了屈服點(diǎn)，工具停止運(yùn)行。
' m% J" l9 c9 C屈服點(diǎn)擰緊法最大的優(yōu)點(diǎn)是不受扭矩控制法的摩擦系數(shù)和轉(zhuǎn)角控制法的轉(zhuǎn)角起始點(diǎn)的影響，將摩擦系數(shù)不同的螺栓都擰緊到其屈服點(diǎn)，最大限度的發(fā)揮了螺紋件強(qiáng)度的潛力，從而克服了扭矩控制法和轉(zhuǎn)角控制法的致命缺點(diǎn)，提高了裝配精度；但是它對(duì)干擾因素比較敏感，同時(shí)對(duì)螺栓的性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求極高，控制難度較大。
4、伸長量法
就是說在擰緊的過程中需測量螺栓自然長度，在擰緊的過程中螺栓受到監(jiān)控，需要知道螺栓擰緊時(shí)拉伸的長度，這個(gè)需要超聲螺栓預(yù)緊力測量儀在螺栓緊固的過程中，實(shí)時(shí)測量螺栓的伸長量并且實(shí)時(shí)計(jì)算螺栓軸力；當(dāng)螺栓軸力達(dá)到時(shí)，負(fù)反饋給螺栓緊固工具，停止緊固。 其優(yōu)點(diǎn)為可以在螺栓緊固時(shí)，精確控制螺栓軸力。
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待業(yè)青年

目前我所供職過的單位都是按方法進(jìn)行操作，原因就是好操作。缺點(diǎn)直接就無視了。

move3309

小問題，大學(xué)問。

xsh9051

小公司，人工擰，從不管什么方法，

未來第一站

收藏了。

642093071

未來第一站 發(fā)表于 2021-7-3 17:03
收藏了。

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同樣的螺母，大部分公司使用沒有反應(yīng)問題。有個(gè)別公司使用總是“咬牙”，使得螺紋拆卸困難?？蛻糁v安裝以前對(duì)螺紋涂了含二硫化鉬的干油，還是咬牙。使用十幾天就要更換磨損零件，咬牙的部位有圖片是在中間的牙齒。對(duì)于7牙螺紋，有資料給出各牙壓應(yīng)力占比37%、22.8%、15.6%、10.9%、7.3%、4.4%、2%。不知這個(gè)分析考慮了哪些因素。

  F0 C5 ~% }, ^  M" q$ m( x

遠(yuǎn)祥

這個(gè)研究的夠深！

姚0122

力矩扳手現(xiàn)在還是用的比較多

待業(yè)青年

待業(yè)青年 發(fā)表于 2021-7-1 21:04
目前我所供職過的單位都是按方法進(jìn)行操作，原因就是好操作。缺點(diǎn)直接就無視了。

方法1
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