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淺談 | 螺栓擰緊策略

Time : 2020-06-16

在汽車制造業(yè)中,將各種汽車零部件裝配成整車的過程,有很多種連接方式:螺栓連接、粘接、鉚接、焊接、還有很多…


其中螺栓連接具有以下特點(diǎn):

  • 裝配簡單

  • 拆卸方便

  • 效率高

  • 成本低

廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、變速箱和底盤等重要位置的裝配中。所以,螺栓的擰緊質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的安全性和可靠性。


螺栓擰緊方法主要有兩類,分別是彈性擰緊和塑性擰緊。彈性擰緊一般指扭矩擰緊法,塑性擰緊主要包括轉(zhuǎn)角擰緊法、屈服點(diǎn)擰緊法等。

扭矩擰緊法

扭矩法就是利用扭矩和夾緊力的線性關(guān)系在彈性區(qū)進(jìn)行緊固控制的一種方法。該方法在擰緊時,只對一個確定的緊固扭矩Tc進(jìn)行控制,因此,該方法操作簡便,是一種常規(guī)的擰緊方法。

優(yōu)點(diǎn)

1 方法簡單,普通擰緊工具均可。

2 過程和設(shè)備的有效性檢驗(yàn)過程很容易。

3 工程師熟悉,應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富。

缺點(diǎn)

1 連接螺栓預(yù)緊力的離散度大,精度不易控制,螺栓預(yù)緊力精度在±30%左右。

2 沒有根本辦法防止螺栓斷裂。

3 螺栓能力利用率低(60%)。

4 檢查不出連接的缺陷(螺栓長短,螺栓尺寸錯誤等)

5 適合一般零件緊固,如:車體組件、儀表盤、汽車零部件 (部分)、黑白家電(如洗衣機(jī)),不適合重要的、關(guān)鍵零件的連接。


特點(diǎn)除傳統(tǒng)的扭矩控制外,設(shè)定臨界值監(jiān)控每次擰緊的運(yùn)行角度。通過對角度數(shù)據(jù)的監(jiān)控,能夠有效的判斷虛假扭矩合格的問題。


2角度控制/扭矩監(jiān)控(TA)

角度控制/扭矩監(jiān)控(即轉(zhuǎn)角擰緊法)就是把一個確定的緊固轉(zhuǎn)角作為指標(biāo)來對初始預(yù)緊力進(jìn)行控制的一種方法。即在擰緊時,首先將螺栓擰緊到某一個扭矩值,然后再從此點(diǎn)開始,將螺栓于螺母相對轉(zhuǎn)動一個角度。旋轉(zhuǎn)的角度稱之為緊固轉(zhuǎn)角。

優(yōu)點(diǎn)

1 螺栓預(yù)緊力精度較高,離散度較小。

2 可以容易的檢查出緊固件摩擦系數(shù)的變化(螺栓尺寸大,螺栓質(zhì)量差等)。

3 適合與安全密切相關(guān)的安裝,無需特殊張力精度要求或?qū)聿惶赡茉贁Q緊的裝配。如:車輪安裝、前后輪轂組成、車身副車架連桿、發(fā)動機(jī)裝配、變速箱裝配。

備注

該擰緊方法在塑性區(qū)擰緊時會使螺栓的桿部以及螺栓發(fā)生塑性變形,需考慮對螺栓反復(fù)使用場合的實(shí)用性。

對于預(yù)緊力過大,會造成被連接件受損的情況,則必須對螺栓的屈服點(diǎn)及抗拉強(qiáng)度的上限值進(jìn)行規(guī)定。

特點(diǎn)Cleco工具雙角度傳感器有效的保障了角度控制的精度。同時對角度擰緊結(jié)束后的扭矩進(jìn)行監(jiān)控記錄,有效的判斷出虛假角度合格。


3屈服點(diǎn)控制法(TG)

屈服點(diǎn)控制法是把螺栓擰緊屈服點(diǎn)后,停止擰緊的一種方法。它是利用材料的屈服現(xiàn)象而發(fā)展起來的一種高精度擰緊方法。擰緊精度取決于螺栓本身的屈服強(qiáng)度,螺栓一般不重復(fù)使用。

優(yōu)點(diǎn)

1 擰緊精度非常高,其預(yù)緊力的誤差可以控制在±4%以內(nèi)。

2 可以檢測出擰緊缺陷。

3 適合安全緊密相關(guān)性要求高的部件或發(fā)動機(jī)裝配。如:制動器、發(fā)動機(jī)汽缸蓋、液壓泵。

針對屈服點(diǎn)控制法,Cleco動力工具內(nèi)置專用擰緊程序(SEQ63):


  SEQ63屈服點(diǎn)控制

特點(diǎn):扭矩傳感器監(jiān)測運(yùn)行過程中的扭矩和旋轉(zhuǎn)角度,所測得的數(shù)值被傳送到控制系統(tǒng),計算當(dāng)前的梯度值,工具在關(guān)閉梯度(shut-off gradient) 達(dá)到后就會停止。

失之毫厘,謬以千里

螺栓的擰緊至關(guān)重要

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