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螺栓扭矩专业术语及检测方法

发布日期:2023-06-21 16:41:02   浏览量 :182
发布日期:2023-06-21 16:41:02  
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螺纹副连接件的状态

软连接:指连接件本身比较软或者连接件中间存在橡胶件等弹性元件,存在扭矩衰减(容易拧不足)。

硬连接:指连接件硬度比较大,是刚性的且结合面光滑贴合好的连接。连接间一般无扭矩衰减,但可能有扭矩反冲(容易拧过)

中性连接:指介于软联接和硬联接之间的连接,一般无扭矩衰减和反冲


拧紧及扭矩

拧紧:实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力,反映到被拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力(即轴向拉应力)。

扭矩:施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。

动态扭矩:是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到的扭矩值,也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量的值。

静态扭矩:用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐增大的扭矩,直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间,记录下的刚产生运动时的扭矩值,该扭矩值即为静态扭矩。

拧紧原理 :螺栓插入被连接件,利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形,这种弹性变形产生了轴向的拉力,将被夹零件挤压在了一起,称为预紧力。理论上,只要产生了足够的夹紧力,完全可以保证被夹零件在震动、高低温等恶劣环境下安全工作,而不必使用涂胶等辅助方法。


常用的扭矩检测方法:

一般在实际生产中对于拧紧效果的检测方法有以下事后检测法和过程检测法。

事后检测法(一般用于静态扭矩的检测)

松开法(也称拧松法)。将装配好的螺栓用指示式扭矩扳子慢慢地反向施加扭矩,使其松开,读取松开转动时的瞬间扭矩值,这种测试方式误差较大,除特殊情况外,生产中很少使用。

标记法(也称复位法、划线法)。检验前先在被检螺栓或螺母和工件之间划上一条线,然后将螺栓或螺母松开,再用表盘式扭矩扳子拧紧到原始划线的位置,然后读出扭矩值,再乘以系数(0.9~1.1),即为测量值。

紧固法(也称增紧法)。用表盘式扭矩扳子将装配好的螺栓平稳用力逐渐增加力矩,当螺栓开始发生微小的转动时,继续加力,扭矩增大后逐渐减小,记录表盘式扭矩扳手上红色记忆指针所指示的扭矩值,这种测量方法是最为常用的。

过程检测法(一般用于动态扭矩的检测)

直接法。把动态扭矩传感器串联固定在扭紧轴上,设备在扭紧过程中,既可读出最大峰值,即为扭紧轴的动态扭矩。

综合以上几种测量方法,无论是哪一种检测方法,除去方法本身的误差外,其检测的结果往往和设计给定的标准扭矩值存在一定的差异,扭矩偏大或偏小。


动态扭矩和静态扭矩的控制应用

一般文件中给定的扭矩标准是动态扭矩,而实际检验员用表盘式扭矩扳子检测到的扭矩为静态扭矩。动态扭矩与静态扭矩一般情况下都会存在差异。

为了更好的控制螺栓的扭力,可以对汽车装配件的螺栓扭矩分两部分来进行控制,一是拧紧过程中使用动态扭矩控制,二是装配好的零件用静态扭矩来监督。这样能够更准确真实的反映螺栓的实际扭矩。

1、建立动态、静态扭矩对照表

新产品新车型生产准备阶段,在确保人机料法环都处于稳定、正确的状态后,使用动态扭矩仪和静态扭矩仪采集数据,分别计算出动态、静态扭矩控制规格的上、下限及目标值。

1.1 螺栓动态扭矩采集

用扭矩测量仪进行扭矩数据采集(如下图所示)。使用动态扭矩仪加传感器来采集动态扭矩值,采集的数据分为30组(数据在可接受的范围内),计算这30组动态扭矩值的平均值。


扭矩测量仪带传感器动态扭矩数据收集表

根据以上数据,计算得出 30组动态扭矩平均值为:98.33N.m,再根据公式计算标准差(Sigma)为0.51,最后根据3 Sigma原则计算出动态控制规格的上限、下限及目标值。动态扭矩数据收集表的上限值为 99.86N.m,下限值为96.82N.m。对上下限平均取整,动态扭矩控制范围在97N.m~100N.m。

1.2 螺栓静态扭矩采集

用静态扭矩测量仪进行扭矩数据收集(如下图所示)。使用定扭工具,拧紧所要测量的螺栓,再通过静态扭矩仪采集30组静态扭矩值(数据在可接受的范围内),并计算这30组静态扭矩值的平均值。


静态扭矩测量仪带静态扳手静态扭矩数据收集表

根据以上数据,计算得出 30组静态扭矩平均值为85.42N.m,再根据公式计算标准差(Sigma)为1.71,最后根据3 Sigma原则计算出静态控制规格的上限、下限及目标值。静态扭矩数据收集表扭矩的上限值为90.55N.m,下限值为 0.29N.m。对上下限平均取整,静态扭矩控制范围在80N.m~91N.m。

2、建立关键扭矩控制表

动态、静态扭矩控制对照表计算完成后,将数据反馈给技术部技术工程师、车间工艺工程师,三个模块工程师根据产品试制、路试各个阶段的扭矩抽检数据,分析并制定最终版的关键扭矩控制表。

3、扭矩抽样检查及记录

在正式生产前,车间工艺工程师将动态、静态扭矩控制范围整理成图表,并将扭矩控制图表形成工艺文件,签字批准后发布给生产车间和质量部,质量部将根据关键扭矩控制图表,进行日常的动态扭矩和静态扭矩检测、监控。

动态扭矩由质量部计量工程师使用动态扭矩仪,每 3个月进行一次检测,依据JJF 1610-2017《电动、气动扭矩扳子校准规范》中要求的检测项目进行检测,检测数据记录到检定记录卡中,主管工程师批准,发布给生产车间使用部门。

静态扭矩由每个班的检验员每 2小时使用表盘式扭矩扳子进行关键扭力抽查检测,并填写到扭矩过程控制记录表中,检测数据经检验班长批准后,发布给检验工程师及生产车间使用部门。

4、超标扭矩的处理

对出现超出扭矩控制限的扭矩点,生产车间工段需要分析原因(气压、动力工具、定值扳手、连接件是否存在异常等)并采取相关措施。对已经流过该工位的工件,按照计量器具失准处理流程进行追溯,并填写《失准监视和测量装置已检产品复检记录表》。

5、优化调整的重要方法

使用关键扭矩控制图表的过程中,要不断对于拧紧的过程进行优化与调整,对其界限进行把控,确定其合理与有效性,这样才能保证螺栓拧紧的质量,如果出现影响控制界限的情况,则需要重新进行采样,制定新的扭矩控制图表。


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