擰緊過程的簡要分析
" H( `2 X- R1 D! P4 ]) o; u0 X541規(guī)則(即50%、40%、10%)
" T) N% b9 g6 `: M0 P3 n4 m: x) a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),該比例關系會受到不同影響而改變。 : ~ d, q! j' N; I: x/ Y* s1 r' l
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螺栓連接件特性
- d; {! g' J7 u0 P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。
( m* W7 N/ k& s6 M8 M螺栓擰緊的控制方法 # P9 @+ W, D3 h- C
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1. 扭矩控制法 2 C( N0 t$ h* K1 ` ^
定義:當擰緊扭矩達到某一設定的控制扭矩時,立即停止擰緊的控制方法。 5 m9 p8 S2 z7 ~9 H8 _/ S
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。
# a6 V) i. `/ R缺點:控制精度不高(預緊力誤差±25%左右),也不能充分利用材料的潛力。 / x6 r" J5 h/ l' F; f' C
2. 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法 * }" k, u& x' d, H+ ]) d
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。
8 O5 o F* H8 N' P+ ?; _5 U優(yōu)點:螺栓軸向預緊力精度較高(±15%),可以獲得較大的軸向預緊力,且數(shù)值可集中分布在平均值附近。 ' g. ?. x0 K$ Z- k# @) R
缺點:控制系統(tǒng)較復雜,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?shù)姆椒▽Q緊結(jié)果進行檢查。 ; b& x6 l1 e4 R/ d
3. 屈服點控制法 R7 B7 C: t. R, [, n
定義:把螺栓擰緊到屈服點后,停止擰緊的一種方法。
1 d% i+ N. _7 ^優(yōu)點:擰緊精度非常高,預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。 7 r6 d1 q" u! n+ h6 R1 Z
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。 |