擰緊過程的簡要分析
1 G1 `" o. Y" ~8 ?! |541規(guī)則(即50%、40%、10%)
& C0 L# Q6 F* v0 d1 s參見下圖:通常情況下,在螺栓的擰緊過程中,實際轉(zhuǎn)化為螺栓夾緊力的扭矩僅占10%,其余50%用于克服螺栓頭下的摩擦力,40%用于克服螺紋副中的摩擦力,這就是“541”規(guī)則,主要反映夾緊力與摩擦力之間的關(guān)系。但若施加一定的改善措施(如涂抹潤滑油)或螺紋副中存有缺陷(如雜質(zhì)、磕碰等),該比例關(guān)系會受到不同影響而改變。
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螺栓連接件特性
|; W3 \. j' }. W. `擰緊過程的主要變量 1. 扭矩(T):所施加的擰緊動力矩,單位牛米(Nm);2. 夾緊力(F):連接體間的實際軸向夾(壓)緊大小,單位牛(N);3. 摩擦系數(shù)(U):螺栓頭、螺紋副中等所消耗的扭矩系數(shù);4. 轉(zhuǎn)角(A):基于一定的扭矩作用下,使螺栓再產(chǎn)生一定的軸向伸長量或連接件被壓縮而需要轉(zhuǎn)過的螺紋角度。
t' _1 i' T( P$ O0 ^螺栓擰緊的控制方法 . i) F% _. [0 W
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1. 扭矩控制法
; C( S. V ]# G3 f3 b; t8 F定義:當(dāng)擰緊扭矩達到某一設(shè)定的控制扭矩時,立即停止擰緊的控制方法。 ( ]; \# m! ]) A" g1 S+ @" a
優(yōu)點:控制系統(tǒng)簡單、直接,易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來檢查擰緊的質(zhì)量。
2 P7 a; K/ l7 j2 h& R# J2 m ~, F缺點:控制精度不高(預(yù)緊力誤差±25%左右),也不能充分利用材料的潛力。 : W, k& A0 M/ Q) f
2. 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法
* { X. U: b- A" \5 J定義:先把螺栓擰到一個不大的扭矩后,再從此點開始,擰一個規(guī)定的轉(zhuǎn)角的控制方法。 & b& f: h8 v6 k
優(yōu)點:螺栓軸向預(yù)緊力精度較高(±15%),可以獲得較大的軸向預(yù)緊力,且數(shù)值可集中分布在平均值附近。 5 ~, Z! h8 l( F5 I' o
缺點:控制系統(tǒng)較復(fù)雜,要測量扭矩和轉(zhuǎn)角兩個參數(shù);且質(zhì)檢部門也不易找出適當(dāng)?shù)姆椒▽Q緊結(jié)果進行檢查。 3 h. D# D$ x; Q4 x
3. 屈服點控制法 ( ~6 K% n* ]) x/ @
定義:把螺栓擰緊到屈服點后,停止擰緊的一種方法。
! N8 Y, L" T* s" W優(yōu)點:擰緊精度非常高,預(yù)緊力誤差可以控制在±8%以內(nèi);但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強度。
M) Z, p) b+ e缺點:擰緊過程需要對扭矩和轉(zhuǎn)角曲線的斜率進行動態(tài)的、連續(xù)的計算和判斷,控制系統(tǒng)的實時性、運算速度等都有較高的要求。 |