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如何测量残余扭矩?

发布日期:2023-04-24 16:22:53   浏览量 :200
发布日期:2023-04-24 16:22:53  
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什么是残余扭矩

比较权威的解释是,残余扭矩是使已被紧固的螺纹相对于配合螺纹产生移动所需的扭矩。这个定义比“旋转紧固件所需的扭矩”更为具体。换一个说法,残余扭矩是,当拧紧装配完成后,螺栓从被拧紧之后到再次旋转,斜率会有一个较明显的变化,此时获得的那个扭矩值就是残余扭矩。

要测量残余扭矩,首先需要合适的工具,最好可以测量并存储多个残余扭矩数值,比如数字扭矩扳手。另外,采取统计分析和报告的管理软件在数据库中跟踪数据也是必不可少的,这样可以防止统计过程出错。

有了合适的工具,接下来就需要合适的方法。


再拧紧扭矩法

再拧紧扭矩法是在拧紧的螺栓上进一步拧紧较小的角度获得的静态扭矩到动态扭矩装化点的扭矩,拧紧的角度一般为10-15°。它的优点是无需破坏连接副、操作便利、工具价格适中,可靠性强,目前该种方法在主机厂使用较为广泛。

如下图所示,为再拧紧扭矩法的测试方法和测试工具,常用的表盘扳手和数显扳手就可以满足,当然测试人员一般是需要经过专门培训的。 

    再拧紧扭矩法_SunTorque        

如果对再拧紧扭矩不是太清楚,下图是通过记录扭矩和转角的曲线,先拧紧15°,再反松90°,下图中圈出的拐点位置即为对应点的再拧紧扭矩。再拧紧扭矩_SunTorque


松 – 紧法

用再启动转矩方法测量残余扭矩意味着有可能对被测螺栓造成过拧(即使在一般情况下,残余扭矩小于紧固扭矩,因此对残余扭矩的测试不太可能超过额定值)。

为避免过拧的风险,或在使用特大螺丝的特殊应用中,最好使用松-紧法:将耦合松开几度(比如10度,但取决于螺栓连接的扭矩 / 角度特征),然后检测拧回原始位置的扭矩。以往,在手动执行测试前,螺丝的位置均用记号笔追踪:

松紧法_SunTorque

而今天,采用陀螺仪的现代化数显扭矩扳手使这种方案对于操作者来说要简单得多。

数显扭矩扳手_SunTorque


反松验证法

 拧紧法的反向操作则称为松开法。从字面上就非常容易理解,它是将已经紧固的螺栓,用扭力扳手慢慢使其松开,然后读取其开始转动那一刹那的瞬时扭矩值,此时的扭矩理论上应该是峰值,继续扭动的数值都会小于这个峰值。这个峰值还不是我们想要检测的残余扭矩,因为经验发现,这个值和真正的残余扭矩相比偏小,所以通常会把这个值乘以一个系数,约为1.1 至1.2 之间,根据实际情况调整。计算以后的数值我们认为才是我们想要的残余扭矩。反松法_SunTorque


拧紧过程中建议采用多步拧紧,预紧时为提高效率,可采用高速拧紧,终紧时,采用低速拧紧,拧紧速度一般不超过20rpm。

对于重要的拧紧位置,可采用同时拧紧,如设备不能满足同时拧紧,要设计合理的拧紧次序。

降低连接副零件的表面粗糙度,被连接件中尽量减少软连接,此外,细牙的螺纹连接副扭矩衰减也会较小。


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