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螺纹紧固:九种常见的错误

发布日期:2024-06-05 09:37:16   浏览量 :25
发布日期:2024-06-05 09:37:16  
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与大多数努力无法通过打分数来衡量一样,在工程上,做好工作往往是少出问题来定义的。换句话说,对于优秀的连接设计和装配来说,最好的评判方法就是不出现连接问题。这里简要介绍了在连接设计,连接装配和故障排除中出现问题的最常见原因。


1、连接设计

没有特别测试扭矩-预紧力关系(对于给定的扭矩输入会产生多少螺栓预紧力)或连接性能(在拧紧期间是否发生意外事件),就可以确定安装扭矩。没有这些知识,连接适用性就是个貌似有根据的猜想。这是否值得关注在很大程度上取决于故障的成本。

在达到安装扭矩之前,螺栓预紧力会超出被夹持物的抗压强度。在大多数结构连接中,紧固件的刚度应比被夹持物小得多,是螺栓在不断增加的预紧力下夹持物屈服的第一原因。

没有充分考虑夹持长度与紧固件直径之比对松弛敏感性和抗松弛性的影响。通常会错误地认为使用大直径紧固件会增加安全系数。而实际上,这会增加振动松动的趋势。


2、连接装配

入座顺序,螺丝拧紧头类型,拧紧速度,装配工具和拧紧策略都会影响紧固件的拧紧结果。通常,在紧固操作之前不会对这些因素进行调查。
当在生产环境中发生紧固问题时,通常缺乏具有装配工程经验的人员或有权进行设计更改的人员。保持生产速度的压力导致解决方案不足,无法解决根本原因,从而造成了困扰不已的问题。

即使在执行过程中,由于测试部分与生产部门之间的脱节,螺栓连接的开发和验证测试的输出也未总是得到优化。测试参数不切实际地被实验室所导向,或者生产可以不依据测试结果而继续在提高生产效率的口号下继续走老路。除了建议扭矩以外,其它紧固信息往往在测试报告中就没有体现。


3、故障排除

在没有诊断工具的情况下尝试找到问题原因事倍而功半,并且经常会导致大量报废品。通过创建两个参数的X-Y图,可以在二维图中查看螺栓连接行为,这会让故障排除事半功倍。使用最广泛的图是扭矩-角度图,它揭示了连接刚度在紧固过程中的变化。使用此简单二维图可以发现各种各样的原因。这些工具包含扭矩传感器和角度编码器,而令人惊讶的是,只有一小部分受控工具的用户实际使用了该图。对于预紧力至关重要的结构连接,可以实时测量螺栓的预紧力。这消除了摩擦系数变化对扭矩角图的影响,并大大提高了排查问题的能力。

当发生螺栓断裂或螺纹剥落时,工程师通常会首先致电其紧固件供应商。但是,更应该联系的人非常有可能在内部分机号码本上,而不是在外部电话簿的通讯录上。除非使用指定规格或者厂家的紧固件,否则与不符合质量要求的紧固件可能性相比,该问题更有可能是由于连接设计或装配参数不当引起的。

如同在紧张的生产环境中解决问题的任何故事一样,开始尝试找到解决问题的钥匙,并期望它会起作用的欲望是非常强烈的。但是,最好控制这种美好愿望,并确定该装配问题是不是从未进行过过程控制。进行一些尝试,例如,是否有一些小的增量会使问题更加显著?对这个问题的最佳回答人选永远是螺栓连接的“妈妈”,即每天与此同吃同住的操作者。像儿科医生一样,研究者的工作是提出问题,问问螺栓的妈妈,以获取客观信息。


作者:David Archer

来源:https://www.assemblymag.com/articles/86437-fastening-threads-nine-common-bolting-boo-boos

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