螺栓连接静态力矩控制范围的确定方法

1、经验公式法 

（1）静态力矩的影响因素 

采用经验公式计算静态力矩的影响因素主要有：连接性质、测量偏差和测量误差。连接性质分为硬连接、中性连接和软连接，与被连接件材料有关；测量偏差是指按拧紧法测量，静态力矩名义值与动态力矩名义值的偏差；测量误差是指测量工具和人员操作引起的静态力矩测量误差。 

连接性质与测量偏差和测量误差的关系如表1所示。

（2）计算静态力矩名义值 

静态力矩名义值可以根据动态力矩与连接性质确定，经验公式如下：　　　　

式中，CL—静态力矩名义值；T—动态力矩名义值；d—测量偏差，与连接性质有关，硬连接取0.15，中性连接取0.10，软连接取0.05。 

（3）计算静态力矩控制范围 

动态力矩和静态力矩的公差值及测量值的关系如图1所示，a为动态力矩的设计公差；b为静态力矩的测量公差；c为测量误差值，其大小为动态力矩名义值乘以测量误差。可以近似得出，a、b、c 之间满足：

（4）静态力矩控制图 

根据静态力矩规格限和控制限，可以绘制静态力矩控制图，如图2所示。静态力矩测量值如果在控制限范围内，说明生产过程稳定无异常。如果超出控制限，需要进行观察分析。如果超出规格限，则必须采取行动措施进行改善。

2、统计分析法 

（1）数据收集 

在静态力矩数据收集前，需要对测量工具进行验证，通常先记录5次动态力矩数据与名义值进行比较，满足差值在5%以内才能开展静态力矩测量，数据收集完成后再次对测量工具进行验证，前后验证通过才能判断数据收集有效。 

一般收集30个数据，采样频率为每班次收集3个样本，连续收集10个班次，即子组容量为3，子组数量为10。 

某车型前减震器安装螺栓动态力矩为 70±7Nm，静态力矩收集数据如表2所示。 

（2）数据分析和处理 

计算每一个子组的均值与极差R：

（3）绘制均值和极差控制图

（4）分析结果评价 

静态力矩规格范围需满足两个条件才能释放：

1）静态力矩公差与静态力矩名义值的比值小于35%；

2）动、静态力矩名义值的差值与动态力矩名义值的比值小于15%。如不满足要求，应优化拧紧工艺或重新设定动态力矩。

本文给出了确定螺栓连接静态力矩控制范围的两种方法：经验公式法和统计分析法。试生产阶段，没有测量数据或数据样本较少时，可以采用经验公式法初步确定静态力矩，经验公式法考虑了连接性质、测量偏差和测量误差，计算方便，能够给出静态力矩范围。批量生产阶段，有一定测量数据后，推荐采用统计分析法，更加符合实际情况。

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