力矩緊固及管理方法,螺紋聯(lián)接原理,工具簡(jiǎn)介,AF1力矩管理體系,螺栓聯(lián)接,雙頭螺柱聯(lián)接,螺釘聯(lián)接,緊定螺釘聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,使用聯(lián)接是為了便于機(jī)器的制造、安裝、運(yùn)輸、維修以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，常見的可拆式聯(lián)接有螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接及銷聯(lián)接等,一、螺紋的基本知識(shí),把一銳角為的直角三角形繞到一直徑為d的圓柱體上，繞時(shí)底邊與圓柱底邊重合，則斜邊就在圓柱體上形成一條空間螺旋線。 如用一個(gè)平面圖形K（如三角形）沿螺旋線運(yùn)動(dòng)并使K平面始終通過圓柱體軸線YY-這樣就構(gòu)成了三角形螺紋。同樣改變平面圖形K，同樣可得到矩形、梯形、鋸齒形、圓弧形（管螺紋）,螺紋又分為米制和英制兩類。,螺紋的形成：,螺紋的基本知識(shí),螺紋聯(lián)接原理,（1）大徑d ：與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。在標(biāo)準(zhǔn)中定為公稱直徑。 （2）小徑d1 ：與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。 （3）中徑d2 ：一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。是確定螺紋幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑。 （4）螺距P ：相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。 （5）導(dǎo)程S ：S = nP ，同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。,螺紋的主要幾何參數(shù) ：,（6）螺紋升角 ：中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。 （7）牙型角 ：軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。 （8）接觸高度 h ：內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。,螺紋的基本知識(shí),螺紋聯(lián)接原理,螺紋的表示方法 ：,粗牙普通螺紋：用字母“M”及“公稱直徑”表示，如M24； 細(xì)牙普通螺紋：用字母“M”及“公稱直徑螺距”表示，如M241.5 ； 當(dāng)螺紋左旋時(shí)，在螺紋代號(hào)之后加“左”字，如M241.5 左；,螺紋的基本知識(shí),螺紋聯(lián)接原理,螺紋聯(lián)接的預(yù)緊,預(yù)緊力：大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力 。 預(yù)緊的目的：增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。 預(yù)緊力的確定原則：擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限s的80% 對(duì)于一般聯(lián)接用的鋼制螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力Qp ，可以按下列關(guān)系確定 碳素鋼螺栓：Qp(0.60.7) s A1 合金鋼螺栓：Qp (0.50.6) s A1 裝配時(shí)預(yù)緊力的大小通常是通過擰緊力矩來控制的,二、螺紋的受力分析,螺紋聯(lián)接原理,螺旋副中的受力情況,預(yù)緊力,預(yù)緊力,夾緊力,夾緊力,摩擦力,摩擦力,這是我們需要控制的！,螺紋的受力分析,螺紋聯(lián)接原理,預(yù)緊力和擰緊力矩之間的關(guān)系,擰緊力矩T,螺母端面和支承面之間的摩擦阻力矩T1,螺旋副間的摩擦阻力矩T2,一般K=0.10.3 對(duì)于M10M64粗牙普通螺紋的鋼制螺栓,將其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)代入，經(jīng)簡(jiǎn)化后得K 0.2 T 0.2Qpd,系數(shù)化：T=K*d*Qp,螺紋的受力分析,螺紋聯(lián)接原理,支撐面力矩,軸向力矩,螺紋面力矩,擰緊力矩的構(gòu)成,擰緊力矩T,螺紋面力矩系數(shù)K1,軸向力矩系數(shù)K3,支撐面力矩系數(shù)K2,螺紋的受力分析,螺紋聯(lián)接原理,-扭矩法,擰緊力矩,夾緊力,夾緊力,摩擦系數(shù),潤(rùn)滑后的螺栓,壞螺紋,普通,當(dāng)擰緊力矩一定時(shí)夾緊力隨摩擦系數(shù)的增大而減小；,三、螺紋聯(lián)接力矩控制方法,扭矩法就是在擰緊時(shí)，當(dāng)擰緊力矩達(dá)到規(guī)定力矩時(shí)擰緊過程就停止。,螺紋聯(lián)接原理,-扭矩轉(zhuǎn)角法,在彈性區(qū)內(nèi)，若螺栓參數(shù)恒定，預(yù)緊力僅與螺栓伸長(zhǎng)量有關(guān)，而伸長(zhǎng)量與轉(zhuǎn)角成正比,螺紋聯(lián)接力矩控制方法,扭矩轉(zhuǎn)角法：在擰緊達(dá)到貼合點(diǎn)后，再轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋件到規(guī)定的角度。,螺紋聯(lián)接原理,-屈服極限法,當(dāng)擰緊力矩達(dá)到螺栓的屈服極限時(shí)，轉(zhuǎn)角對(duì)力矩的微分為0；,螺紋聯(lián)接力矩控制方法,屈服極限法就是利用數(shù)字電路對(duì)扭矩、轉(zhuǎn)角進(jìn)行微分計(jì)算，當(dāng)微分為零時(shí)設(shè)備停止擰緊。,螺紋聯(lián)接原理,硬聯(lián)接 30 度 (ISO 5393),軟聯(lián)接 720 度 (ISO 5393),四、硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,目標(biāo),均值偏差,扭矩,角度,過扭,貼合點(diǎn),硬聯(lián)接,軟聯(lián)接,0,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,動(dòng)態(tài)測(cè)試 ：裝配的同時(shí)用在線式扭矩傳感器測(cè)量,靜態(tài)測(cè)試 ：裝配后用扭矩扳手測(cè)量,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,硬聯(lián)接,軟聯(lián)接,原因:克服靜態(tài)摩擦力,原因:扭矩衰減,注：擰緊工具設(shè)定值：100N.m,靜態(tài)手測(cè)的力矩比擰緊工具的實(shí)際裝配力矩大10左右,靜態(tài)手測(cè)的力矩比擰緊工具的實(shí)際裝配力矩小15左右,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,60-70%的金屬衰減發(fā)生在0.3秒以內(nèi),時(shí)間,衰減,斷氣,扭矩,0,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,擰緊時(shí)間與力矩關(guān)系,ACC發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱支承與車身緊固,工具型號(hào) EP10XSHR13/C,工藝力矩范圍 58.868.6N.m,設(shè)定值 63.7N.m,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,發(fā)動(dòng)機(jī)前支架（鋁質(zhì)）螺栓緊固,工具型號(hào) EP10XSHR13/C,工藝力矩范圍 58.868.6N.m,設(shè)定值 63.7N.m,擰緊時(shí)間與力矩關(guān)系,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,前束桿與轉(zhuǎn)向節(jié)連接緊固,工具型號(hào) EP8XSHR10,工藝力矩范圍 39-47N.m,設(shè)定值 43.1N.m,擰緊時(shí)間與力矩關(guān)系,硬聯(lián)接與軟聯(lián)接,螺紋聯(lián)接原理,螺紋聯(lián)接升角,滿足自鎖條件,三角形螺紋當(dāng)量摩擦角,螺紋聯(lián)接自鎖性,五、螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,螺紋聯(lián)接由于其良好的自鎖性，在靜載荷作用下不會(huì)自行松脫 在沖擊、振動(dòng)或變載荷的作用下，會(huì)使螺紋副間的正壓力突然減小，導(dǎo)致摩擦力減小，螺母回旋，產(chǎn)生返松現(xiàn)象,螺紋聯(lián)接返松原因,防松原理概括成一句話，即消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度。,螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,螺紋聯(lián)接防返松方法,1）摩擦防松 雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等,螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,2）機(jī)械防松： 開槽螺母與開口銷，圓螺母與止動(dòng)墊圈，軸用帶翅墊片，止動(dòng)墊片，串聯(lián)鋼絲等,螺紋聯(lián)接防返松方法,螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,螺紋聯(lián)接防返松方法,3）永久防松：端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)焊 4）化學(xué)防松粘合,螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,螺紋聯(lián)接防返松實(shí)例應(yīng)用,自鎖螺母,彈簧墊圈,鎖止銷,螺母鑿凹,厭氧膠,螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,造成返松情況之一,摩擦力降低/消失,螺栓桿變形,夾緊力,夾緊力,螺紋聯(lián)接返松,剪切力作用,產(chǎn)生位移,殘余預(yù)應(yīng)力,零件不接觸,螺紋升角,螺紋聯(lián)接返松分析,螺紋聯(lián)接原理,壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩傳遞給缸體，缸體內(nèi)油壓瞬間上升而得到的脈沖作用于缸體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)葉片上并驅(qū)動(dòng)缸體，從而帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行擰緊；,供氣部分,氣動(dòng)部分,脈沖部分,1.油壓脈沖風(fēng)扳構(gòu)造,使用前需先預(yù)熱,一、常用風(fēng)動(dòng)工具,工具簡(jiǎn)介,類 別,特 性,型號(hào),圖 示,EP6XSHR42 EP8XHR10 EP10XSHR13 EP12XSHR13,EP5PTS12HR42 EP6PTS20HR42,常用風(fēng)動(dòng)工具,工具簡(jiǎn)介,壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩通過齒輪組減速，再經(jīng)由一離合器驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行擰緊，當(dāng)連接件上的扭矩通過主軸反饋達(dá)到離合器預(yù)設(shè)值，離合器開始打滑，擰緊完成；,打滑離合式風(fēng)扳,2.打滑離合式風(fēng)扳構(gòu)造,常用風(fēng)動(dòng)工具,工具簡(jiǎn)介,類 別,特 性,型號(hào),圖 示,TWISTHR16 TWISTHR05 TWIST22,打滑離合式,LUF34HR16 LUF34HR08 LUM22HR12,LUM25PR07-P LUM25PR07-P US-LT31PB-23,LTV28R28-10 LTV27SR006-10,常用風(fēng)動(dòng)工具,工具簡(jiǎn)介,由充電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩通過行星齒輪減速，再經(jīng)由離合器驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行擰緊，或者通過驅(qū)動(dòng)液壓缸及其葉片帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行擰緊；,電池槍構(gòu)造,二、常用電池槍,工具簡(jiǎn)介,類 別,特 性,型號(hào),圖 示,常用電池槍,工具簡(jiǎn)介,三、常用電動(dòng)（電子）工具,工具簡(jiǎn)介,電動(dòng)扳手的組成：,控制箱,電纜,擰緊軸,侍服電機(jī)：直流無刷、交流侍服,減速齒輪箱,輸出軸,扭矩傳感器：應(yīng)變片式,角度傳感器：光柵式、脈沖式,電動(dòng)工具： 無源電動(dòng)工具：利用蓄電池驅(qū)動(dòng) 有源電動(dòng)工具：利用電纜導(dǎo)電驅(qū)動(dòng),電動(dòng)扳手系統(tǒng)的功能： 、可實(shí)現(xiàn)5000組或無限量擰緊數(shù)據(jù)儲(chǔ)存 、角度監(jiān)控精度極高，達(dá)到1度 、扭矩監(jiān)控精度很高，達(dá)到1%，Cp值達(dá)到1.33以上 、可實(shí)現(xiàn)多種扭矩控制方法： 扭矩法 扭矩轉(zhuǎn)角法 扭矩控制角度監(jiān)控法 扭矩或角度法 角度控制扭矩監(jiān)控法 屈服極限法,常用電動(dòng)（電子）工具,工具簡(jiǎn)介,電動(dòng)工具在AF1 分布手持式彎頭擰緊槍,共13套,常用電動(dòng)（電子）工具,工具簡(jiǎn)介,共22套,電動(dòng)工具在AF1 分布擰緊軸,常用電動(dòng)（電子）工具,工具簡(jiǎn)介,工具選型參考,對(duì)于小力矩緊固油壓脈沖斷氣式工具,扭力扳手構(gòu)造,r,F,T,扭矩 T=Fr,四、常用扭矩檢測(cè)工具,工具簡(jiǎn)介,類別,圖示,型號(hào),類別,圖示,型號(hào),常用扭矩檢測(cè)工具,工具簡(jiǎn)介,1.常用擰緊工具使用過程中可能存在的問題：,1、擰緊時(shí)間過短,可能原因:對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不了解、噪音、扭手、工時(shí)等,主要表現(xiàn)：收槍過早,不同材料的連接（軟硬聯(lián)接）對(duì)緊固時(shí)間的要求也有區(qū)別。,3、電池槍力矩不符（PES9.6T),可能原因:員工未注意時(shí)旋動(dòng)了力矩設(shè)定環(huán),主要表現(xiàn):電池槍上的力矩設(shè)定環(huán)被旋動(dòng),2、持槍姿勢(shì)不正確,可能原因:緊固位置限制、操作不規(guī)范,主要表現(xiàn)：持槍不能垂直,工具簡(jiǎn)介,五、工具使用過程中的問題,2.扭矩檢測(cè)工具使用過程中可能存在的問題：,1、傾斜扳手手柄 使用扭力扳手時(shí).切勿傾斜扳手手柄,傾斜扳手手柄易導(dǎo)致扭力偏差甚至損壞緊固件。 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)儀器操作規(guī)范， 其垂直度偏差左右不應(yīng)超過10度.其水平方向上下偏差不應(yīng)超過3度,2、用力過大、速度過快 擰緊緊固件,請(qǐng)注意均勻平隨著阻力的不斷增加,旋力的速度相應(yīng)放緩切勿在達(dá)到欲置扭力后繼續(xù)旋力,當(dāng)聽到“咔嗒”聲響后立即停止旋力以確保精度,延長(zhǎng)使用壽命。 繼續(xù)旋力,除了會(huì)對(duì)扳手本身造成嚴(yán)重?fù)p害外,還會(huì)使得扭力大大超過設(shè)定的扭力值。,3、連續(xù)兩次檢測(cè) 會(huì)使得扭力大大超過設(shè)定的扭力值。,工具簡(jiǎn)介,工具使用過程中的問題,六、螺栓擰緊順序,螺栓擰緊順序(三顆螺栓）:,預(yù)緊a 緊固b 緊固c 增緊a,預(yù)緊a 預(yù)緊b 緊固c 增緊a 增緊b,理論:,現(xiàn)場(chǎng):,1、零件加工精度的提高 2、人員效率的提高 3、裝配習(xí)熟度的提高,從小至大,工具簡(jiǎn)介,預(yù)緊a 預(yù)緊c 緊固b 緊固d 增緊a、b,螺栓擰緊順序(四顆螺栓）:,對(duì)