1、基本擰緊技術基本擰緊技術基本擰緊技術基本擰緊技術介紹裝配過程中的基本問題，為正確和使用選擇工具提供指導介紹裝配過程中的基本問題，為正確和使用選擇工具提供指導To use equipment that matches specific needs of the customer is the key to success 對客戶來講，成功的關鍵是所使用的工具設備能夠匹配其特定需要對客戶來講，成功的關鍵是所使用的工具設備能夠匹配其特定需要 生產過程中的幾種裝配方法 焊接 粘接 鉚接 用螺絲和螺栓擰緊哪種裝配方法最普遍？ 焊接 粘接 鉚接 用螺絲和螺栓擰緊?使用螺絲和螺栓擰緊！ 設計簡單 零部件標準

2、化 裝配簡單，拆卸方便（可逆） 效率高 成本低 可控（螺栓張力可控）!But why?質量等級質量等級安全等級安全等級客戶定義等級客戶定義等級裝配工作按精度等級分為三類裝配工作按精度等級分為三類螺栓連接的受力螺栓連接的受力剪切剪切拉伸拉伸夾緊力，拉伸力和剪切力剪切力剪切力剪切力剪切力拉伸力拉伸力拉伸力拉伸力夾緊力夾緊力為了擰緊螺栓為了擰緊螺栓, 必須施加力以便擰緊螺母必須施加力以便擰緊螺母/螺絲螺絲測量擰緊效果測量擰緊效果我們能夠測量的是扭矩我們能夠測量的是扭矩T我們想要得到的是夾緊力我們想要得到的是夾緊力FTFFFFJoint Diagrams螺拴與連接件的關系螺拴與連接件的關系拉伸彈簧壓緊

3、彈簧螺栓連接通過螺絲產生夾緊力把連接件夾緊通過螺絲產生夾緊力把連接件夾緊 旋轉螺母或螺絲使螺絲受力旋轉螺母或螺絲使螺絲受力伸長伸長 螺絲伸長產生的夾緊力把連螺絲伸長產生的夾緊力把連接件夾緊接件夾緊 我們需要的是連接件中的夾我們需要的是連接件中的夾緊力緊力力 (F), 力臂 (L) = 扭矩(M)螺絲旋轉的越多，得到的扭矩越大但是但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗的扭矩被摩擦力消耗只有只有10%的扭矩轉化為夾緊力的扭矩轉化為夾緊力夾緊力夾緊力, 10%螺紋副中的摩螺紋副中的摩擦了擦了, 40%螺栓頭下表面的螺栓頭下表面的摩擦力摩擦力, 50%施加的扭矩并不象夾緊力那么簡單施加的扭矩并不象夾緊力那

4、么簡單50-40-10 規則規則90% 90% 的扭矩用于克的扭矩用于克服摩擦力服摩擦力夾緊力與摩擦力的關系夾緊力與摩擦力的關系40 %20 %40 %40%40%塑料墊圈塑料墊圈螺紋副中的摩擦力螺紋副中的摩擦力夾緊力夾緊力 螺栓頭螺栓頭/螺絲頭下面螺絲頭下面的摩擦力的摩擦力改變摩擦力 塑料墊圈螺紋里的潤滑螺紋里的潤滑改變摩擦力 加潤滑50 %20 %30 %50%30%螺紋里加潤滑螺紋里加潤滑夾緊力夾緊力 扭矩和夾緊力的關系螺栓頭螺栓頭/螺絲頭下面螺絲頭下面的摩擦力的摩擦力螺紋副中的摩擦力螺紋副中的摩擦力扭矩和夾緊力的關系Torque扭矩扭矩NmTension 張力張力 KN10202030

5、405060406080100120medium-oiled, 輕度浸油 well-oiled, 充分浸油 rough/not oiled 原始狀態Tension dispersal張力的散布誤差張力的散布誤差 50% Final torque目標扭矩目標扭矩 2% 由此得出一個重要的結論：由此得出一個重要的結論： 如果其它的因素不能控制，如果其它的因素不能控制，僅僅控制扭矩是遠遠不夠的！僅僅控制扭矩是遠遠不夠的！摩擦力減小會導致.50 %20 %30 %.過擰！過擰！改變摩擦力 生銹的螺栓生銹的螺栓生銹的螺栓50 %0 %50 %50%50%生銹的螺栓生銹的螺栓夾緊力夾緊力 扭矩和夾緊力的關

6、系螺栓頭螺栓頭/螺絲頭下面螺絲頭下面的摩擦力的摩擦力螺紋副中的摩擦力螺紋副中的摩擦力其它改變摩擦力的形式 Locktite膠水 自鎖螺母 螺紋上帶涂料 壞螺紋. .螺紋上帶涂料一定要確保施加的扭矩達到最小需要扭矩一定要確保施加的扭矩達到最小需要扭矩夾緊力一定要高于外部載荷夾緊力一定要高于外部載荷安全余量載荷的影響因素安全余量載荷的影響因素: 振動振動 摩擦力的變化摩擦力的變化 連接件尺寸變化連接件尺寸變化 擰緊精度擰緊精度施加的扭矩不要超過使用極限施加的扭矩不要超過使用極限Angle of rotation旋轉的角度Torque扭矩 施加的扭矩過大會施加的扭矩過大會使螺栓過度伸長使螺栓過度伸長

7、 安全余量取決于安全余量取決于: 擰緊精度擰緊精度 材料等級材料等級螺栓標識系統螺栓標識系統生產商標識生產商標識第一個數第一個數 = 1/100 的最小抗拉的最小抗拉強度強度 (N/mm2)1008 = 800 N/mm2 第二個數第二個數 =屈服強度與最小抗拉屈服強度與最小抗拉強度之間的關系強度之間的關系 0.8 = 80%兩數相乘得出屈服應力兩數相乘得出屈服應力 800* 0.8 = 640 N/mm2 公制螺紋公制螺紋.彈性松弛會影響夾緊力彈性松弛會影響夾緊力材料彈性松弛會使夾緊力衰減材料彈性松弛會使夾緊力衰減!TimeJoint characteristics can also def

8、ine the tool type required (ISO 5393)連接的特性也決定著所需工具的類型連接的特性也決定著所需工具的類型旋轉角度旋轉角度目標扭矩目標扭矩A. 硬連接：到達貼合點后，旋轉硬連接：到達貼合點后，旋轉30以內達到目標扭矩的連接。以內達到目標扭矩的連接。B. 軟連接：軟連接：到達貼合點后，旋轉到達貼合點后，旋轉2 圈（圈（720）以上達到目標扭矩的連）以上達到目標扭矩的連接。接。扭矩的過扭程度受連接件硬度以及扭矩的過扭程度受連接件硬度以及工具轉速影響。工具轉速影響。軟連接、硬連接軟連接、硬連接30720軟、硬連接軟、硬連接目標目標均值偏差均值偏差扭矩扭矩角度角度過扭過

9、扭貼合點貼合點硬連接硬連接軟連接軟連接如何在一個連接件上測量扭矩如何在一個連接件上測量扭矩動態扭矩動態扭矩:在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量。在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量。 靜態扭矩靜態扭矩:安裝后用扭矩扳手測量。安裝后用扭矩扳手測量。靜態扭矩靜態扭矩動力工具動力工具輸出扭矩輸出扭矩 92949192949292X=92,43s=1,13扭力扳手扭力扳手靜態扭矩靜態扭矩 103 106 103 100 100 103 100X=102,14s=2,27T (Nm)時間時間20406080100110120(A)工具輸出工具輸出 (動態扭矩動態扭矩)(B) 扭力扳手扭力扳手 (靜

10、態扭矩靜態扭矩)原因:靜態摩擦力裝配手測(動態)(靜態) 102.6 112 102.6 110 101.4 111 101.2 110 102.4 113 100.9 109 102.1 110 102.4 111 101.0 113 101.8 112 101.84 111.1 0.67 1.4 2.01 4.1 均值均值 標準偏差標準偏差 (Sigma) 3 Sigma硬連接硬連接均值均值 標準偏差標準偏差 (Sigma) 3 Sigma裝配手測(動態)(靜態) 100.2 88 100.5 84 100.7 92 100.3 86 100.4 90 100.8 88 100.5 86

11、100.2 85 100.2 84 100.4 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 軟連接軟連接衰減衰減時間時間牛米牛米使用測力扳手時可能會出現的問題使用測力扳手時可能會出現的問題只能檢查扭矩是否太低只能檢查扭矩是否太低同時受靜態摩擦力影響同時受靜態摩擦力影響操作者不喜歡使用操作者不喜歡使用(生產效率低、人機工程問題生產效率低、人機工程問題)必須定期校準必須定期校準測力扳手的誤差大（人為因素）測力扳手的誤差大（人為因素）扭矩扭矩 OK, OK, 角度過低角度過低扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過低過低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK扭矩扭矩 OK, OK, 角度過高角度過高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過高過高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過低過低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK扭矩扭矩角度角度扭矩和角度扭矩和角度 OKOK扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK結論：結論：Clamp forceFriction in threadsFriction under nut or head螺栓裝配質量對產品的最終質量有著直接影響螺栓裝配質量對產品的最終質量有著直接影響為了得到質量合格的擰緊連接為了得到質量合格的擰緊連接 擰緊扭矩必須精確擰緊扭矩必須精確 連接件質量必須得到監控連接件質量必須得到監控 Torque