螺纹联接原理及力矩管理

1、螺纹联接原理螺纹联接原理工具简介工具简介AF1AF1力矩管理体系力矩管理体系螺纹联接原理及力矩管理螺纹联接：利用螺纹零件构成可拆式联接螺纹联接：利用螺纹零件构成可拆式联接螺栓联接螺栓联接双头螺柱联接双头螺柱联接螺钉联接螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接螺纹联接原理螺纹联接原理使用联接是为了便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生使用联接是为了便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率，常见的可拆式联接有螺纹联接、键联接及销联接等产率，常见的可拆式联接有螺纹联接、键联接及销联接等螺纹联接原理及力矩管理把一锐角为的直角三角形绕到一直径为d的圆柱体上，绕时底边与圆柱底边重合，则斜边就在圆

2、柱体上形成一条空间螺旋线。如用一个平面图形K（如三角形）沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线YY-这样就构成了三角形螺纹。同样改变平面图形K，同样可得到矩形、梯形、锯齿形、圆弧形（管螺纹） 螺纹又分为米制和英制两类。螺纹的形成：螺纹的形成：螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理 （1）大径d ：与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。在标准中定为公称直径。 （2）小径d1 ：与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。 （3）中径d2 ：一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。（4）螺距P ：相邻两牙在中

3、径线上对应两点间的轴向距离。 （5）导程S ：S = nP ，同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。螺纹的主要几何参数螺纹的主要几何参数 ：（6）螺纹升角 ：中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。（7）牙型角 ：轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。 （8）接触高度 h ：内外螺纹旋合后，接触面的径向高度。螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理螺纹的表示方法螺纹的表示方法 ：粗牙普通螺纹：用字母“M”及“公称直径”表示，如M24；细牙普通螺纹：用字母“M”及“公称直径螺距”表示，如M241.5 ；当螺纹左旋时，在螺纹

4、代号之后加“左”字，如M241.5 左左；螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧预紧力：预紧力：大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力 。预紧的目的预紧的目的：增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。 预紧力的确定原则：预紧力的确定原则：拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限s的80% 对于一般联接用的钢制螺栓联接的预紧力Qp ，可以按下列关系确定碳素钢螺栓：Qp(0.60.7) s A1 合金钢螺栓：Qp (0.50.6) s A1 装配时预紧力的大小

5、通常是通过拧紧力矩来控制的装配时预紧力的大小通常是通过拧紧力矩来控制的螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理螺旋副中的受力情况螺旋副中的受力情况预紧力预紧力预紧力预紧力夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力这是我们需这是我们需要控制的！要控制的！拧紧力矩拧紧力矩T螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理21TTT32)(21202030302dDdDftgdQcVP20203030231)(2dDdDQftgQdpcVP预紧力和拧紧力矩之间的关系预紧力和拧紧力矩之间的关系拧紧力矩T螺母端面和支承面之间的摩擦阻力矩T1螺旋副间的摩擦阻力矩T2一般一般K=0.10.3 对于

6、对于M10M64粗牙普通螺纹的钢制螺栓粗牙普通螺纹的钢制螺栓,将其标准将其标准参数代入，经简化后得参数代入，经简化后得K 0.2 T 0.2Qpd系数化：系数化：T=K*d*Qp螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理50 %10 %40 %支撑面力矩支撑面力矩轴向力矩轴向力矩螺纹面力矩螺纹面力矩拧紧力矩的构成拧紧力矩的构成拧紧力矩拧紧力矩T21TTTpcnppvQfdQtgdQfd21212cos2122螺纹面力矩系数K1轴向力矩系数K3支撑面力矩系数K2螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理-扭矩法扭矩法拧紧力矩拧紧力矩高摩擦力低摩擦力普通夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力摩擦系数润滑

7、后的螺栓坏螺纹普通当拧紧力矩一定时夹紧力随摩擦系数的增大而减小；当拧紧力矩一定时夹紧力随摩擦系数的增大而减小；扭矩法就是在拧紧时，当拧紧力矩达到规定力矩时拧紧过程就停止。扭矩法就是在拧紧时，当拧紧力矩达到规定力矩时拧紧过程就停止。螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理预紧力预紧力抗拉强度极抗拉强度极限限屈服强度极限屈服强度极限转角转角0弹性区域弹性区域塑性区域塑性区域-扭矩转角法扭矩转角法在弹性区内，若螺栓参数恒定，预紧力仅与螺栓伸长量有关，而伸长量与转角成正比在弹性区内，若螺栓参数恒定，预紧力仅与螺栓伸长量有关，而伸长量与转角成正比扭矩转角法：在拧紧达到贴合点后，再转动螺纹件到规定的

8、角度。扭矩转角法：在拧紧达到贴合点后，再转动螺纹件到规定的角度。螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理-屈服极限法屈服极限法预紧力预紧力抗拉强度极抗拉强度极限限屈服强度极限屈服强度极限转角转角0弹性区域弹性区域塑性区域塑性区域当拧紧力矩达到螺栓的屈服极限时，转角对力矩的微分为当拧紧力矩达到螺栓的屈服极限时，转角对力矩的微分为0；屈服极限法就是利用数字电路对扭矩、转角进行微分计算，当微分为零屈服极限法就是利用数字电路对扭矩、转角进行微分计算，当微分为零时设备停止拧紧。时设备停止拧紧。螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理硬联接硬联接 30 度度 (ISO 5393)N.m 720

9、 度度 (ISO 5393)扭矩扭矩角度角度贴合点贴合点N.m 720 度度0螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理目标目标均值偏差均值偏差扭矩扭矩角度角度过扭过扭贴合点贴合点硬联接硬联接软联接软联接0螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理动态测试动态测试 ：装配的同时用在线式扭矩传感器测量：装配的同时用在线式扭矩传感器测量静态测试静态测试 ：装配后用扭矩扳手测量：装配后用扭矩扳手测量螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理 装配装配 手测手测 ( (动态动态) ) ( (静态静态) ) 100.2 100.2 88 88 100.5 100.5 84 84 100.7

10、100.7 92 92 100.3 100.3 86 86 100.4 100.4 90 90 100.8 100.8 88 88 100.5 100.5 86 86 100.2 100.2 85 85 100.2 100.2 84 84 100.4 100.4 84 84 平均值平均值 100.42 100.42 86.7 86.7 硬联接硬联接 装配装配 手测手测 ( (动态动态) ) ( (静态静态) ) 102.6 102.6 112 112 102.6 102.6 110 110 101.4 101.4 111 111 101.2 101.2 110 110 102.4 102.4

11、113 113 100.9 100.9 109 109 102.1 102.1 110 110 102.4 102.4 111 111 101.0 101.0 113 113 101.8 101.8 112 112 平均值平均值 101.84 101.84 111.1 111.1 软联接软联接原因原因:克服克服静态摩擦力静态摩擦力原因原因:扭矩衰减扭矩衰减注：拧紧工具设定值：注：拧紧工具设定值：100100N.mN.m静态手测的力静态手测的力矩比拧紧工具矩比拧紧工具的实际装配力的实际装配力矩矩大大10左左右右静态手测的力静态手测的力矩比拧紧工具矩比拧紧工具的实际装配力的实际装配力矩矩小小15左

12、左右右螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理时间时间扭矩扭矩0螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理拧紧时间与力矩关系拧紧时间与力矩关系ACCACC发动机变速箱支承与车身紧固发动机变速箱支承与车身紧固工具型号工具型号 EP10XSHR13/C工艺力矩范围工艺力矩范围 58.868.6N.m设定值设定值 63.7N.m螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理发动机前支架（铝质）螺栓紧固发动机前支架（铝质）螺栓紧固工具型号工具型号 EP10XSHR13/C工艺力矩范围工艺力矩范围 58.868.6N.m设定值设定值 63.7N.m拧紧时间与力矩关系拧紧时间与力矩关系螺纹联接原

13、理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理前束杆与转向节连接紧固前束杆与转向节连接紧固工具型号工具型号 EP8XSHR10工艺力矩范围工艺力矩范围 39-47N.m设定值设定值 拧紧时间与力矩关系拧紧时间与力矩关系螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理23241v745v螺纹联接升角满足自锁条件三角形螺纹当量摩擦角 螺纹升角摩擦角重力推力支撑力摩擦力螺纹联接自锁性螺纹联接自锁性螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理 螺纹联接由于其良好的自锁性，在静载荷作用下不会自行松脱 在冲击、振动或变载荷的作用下，会使螺纹副间的正压力突然减小，导致摩擦力减小，螺母回旋，产生返松现象螺纹联接返松原因

14、螺纹联接返松原因防松原理防松原理概括成一句话，即消除（或限制）螺纹副之间概括成一句话，即消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。的相对运动，或增大相对运动的难度。 螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理螺纹联接防返松方法螺纹联接防返松方法1）摩擦防松）摩擦防松双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等自锁螺母等 螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理2 2）机械防松：）机械防松： 开槽螺母与开口销，圆螺母与止开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，轴用带翅垫片，止动垫片，动垫圈，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等串联钢丝等螺纹联接防返松方法

15、螺纹联接防返松方法螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理螺纹联接防返松方法螺纹联接防返松方法3 3）永久防松：端铆、冲点、点焊）永久防松：端铆、冲点、点焊4 4）化学防松）化学防松粘合粘合 螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理螺纹联接防返松实例应用螺纹联接防返松实例应用自锁螺母自锁螺母弹簧垫圈弹簧垫圈锁止销锁止销螺母凿凹螺母凿凹厌氧胶厌氧胶螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理预紧力预紧力预紧力预紧力剪切力剪切力剪切力剪切力造成返松情况之一造成返松情况之一摩擦力降低摩擦力降低/消失消失螺栓杆变形螺栓杆变形夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力螺纹联接返松螺纹联接返松剪切力剪切力作用

16、作用产生产生位移位移残余预残余预应力应力零件不零件不接触接触螺纹螺纹升角升角螺纹联接原理螺纹联接原理螺纹联接原理及力矩管理压缩空气驱动气动马达，马达转矩传递给缸体，缸体内油压瞬间上升而得到的脉冲作压缩空气驱动气动马达，马达转矩传递给缸体，缸体内油压瞬间上升而得到的脉冲作用于缸体内的驱动叶片上并驱动缸体，从而带动主轴转动进行拧紧；用于缸体内的驱动叶片上并驱动缸体，从而带动主轴转动进行拧紧；供气部分供气部分气动部分气动部分脉冲部分脉冲部分1.油压脉冲风扳构造油压脉冲风扳构造使用前需使用前需先预热先预热工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理非断气式速度快：40009000转/分；精度较高：1015%

17、，需用扭力扳手进行力矩保证；适用力矩范围宽：4450N.m；操作性好：无反作用力，重量较轻，平衡性好，紧握舒适底盘区断气式速度快：50007000转/分；精度较高：10%，能自动断气；适用力矩范围较窄：622N.m；操作性好：无反作用力，重量较轻，平衡性好，紧握舒适油门踏板安装油压脉冲风扳类类 别别特特 性性型号型号图图 示示EP6XSHR42EP8XHR10EP10XSHR13EP12XSHR13EP5PTS12HR42EP6PTS20HR42工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理压缩空气驱动气动马达，马达转矩通过齿轮组减速，再经由一离合器驱动主轴转动压缩空气驱动气动马达，马达转矩通过齿轮组

18、减速，再经由一离合器驱动主轴转动进行拧紧，当连接件上的扭矩通过主轴反馈达到离合器预设值，离合器开始打滑，进行拧紧，当连接件上的扭矩通过主轴反馈达到离合器预设值，离合器开始打滑，拧紧完成；拧紧完成；消声器转角齿轮齿轮离合器气动马达断气阀压杆弯头断气式风扳弯头断气式风扳打滑离合式风扳打滑离合式风扳2.打滑离合式风扳构造打滑离合式风扳构造离合器气动部分离合器传动部分供气部分供气部分工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理仪表台班车门班天窗总成安装枪型断气式速度低：500700转/分；精度高：510%，不需用扭力扳手进行力矩保证；适用力矩范围窄：0.112N.m；操作性一般：如果调整力矩在风扳范围上时会

19、有扭手现象试作场弯头断气式同上前悬挂臂安装速度较快：8002000转/分；精度高：10%，不需用扭力扳手进行力矩保证；适用力矩范围窄：117N.m；操作性一般：当转速较低或紧固对象为软连接、塑料及使用超过100mm长的套筒、批头时会有扭手现象定扭气动风扳从实际操作经验分析，生产线中可能存在由于焊杂导致打入开始的时候力矩偏大，枪型断气式风扳过早断气，造成不能紧固；或者紧固力矩较大的自攻螺丝，容易在打进去的时候出现力矩阻力大，断气打不紧的现象；但打滑离合式风扳能很好地避免上述现象，提高装配效率打滑离合式非断气式适用力矩范围：0.490转速较低2001000转/分，其它同上类类 别别特特 性性型号型

20、号图图 示示TWISTHR16TWISTHR05TWIST22打滑离合式LUF34HR16LUF34HR08LUM22HR12LUM25PR07-PLUM25PR07-PUS-LT31PB-23LTV28R28-10LTV27SR006-10工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理由充电池驱动电动马达，马达转矩通过行星齿轮减速，再经由离合器驱动主轴转动由充电池驱动电动马达，马达转矩通过行星齿轮减速，再经由离合器驱动主轴转动进行拧紧，或者通过驱动液压缸及其叶片带动主轴转动进行拧紧；进行拧紧，或者通过驱动液压缸及其叶片带动主轴转动进行拧紧；电池枪构造电池枪构造工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理类

21、类 别别特特 性性型号型号图图 示示打滑离合式速度较快：3801000转/分；精度高：10%，但受电池容量限制，不需特殊工具即可进行力矩调整；适用力矩范围窄：0.86.5N.m；操作性好：操作方便，不受风管牵制及风管长度限制手刹饰盒安装油压脉冲断电式速度较快：3000转/分；精度较高：1015%，但受电池容量限制；适用力矩范围窄：513N.m；操作性好：操作方便，不受风管牵制及风管长度限制发动机饰盖安装（ACC）电池枪PES9.6TEPA6工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理工具简介工具简介电动扳手的组成：控制箱电缆拧紧轴侍服电机：直流无刷、交流侍服减速齿轮箱输出轴扭矩传感器：应变片式角度传

22、感器：光栅式、脉冲式电动工具：无源电动工具：利用蓄电池驱动有源电动工具：利用电缆导电驱动螺纹联接原理及力矩管理电动扳手系统的功能：、可实现5000组或无限量拧紧数据储存、角度监控精度极高，达到1度、扭矩监控精度很高，达到1%，Cp值达到1.33以上、可实现多种扭矩控制方法：扭矩法扭矩转角法扭矩控制角度监控法扭矩或角度法角度控制扭矩监控法屈服极限法工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理电动工具在电动工具在AF1 分布分布手持式弯头拧紧枪共13套工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理共22套电动工具在电动工具在AF1 分布分布拧紧轴工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理工具选型参考工具选型参考对于

23、小力矩紧固油压脉冲断气式工具对于小力矩紧固油压脉冲断气式工具螺纹联接原理及力矩管理扭力扳手构造扭力扳手构造本体1本体2肘节滚轮手柄rFT扭矩扭矩 T=Fr工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理QSP50NSP19N14RSP38N10SALTUS（德国圣陶斯）DC-KFACOM（可调式）R.305DA带表扭力扳手DB200NTOHNICHI（日本东日）HAZET(德国哈赛特)6391-50类别类别图示图示型号型号类别类别图示图示型号型号工具简介工具简介螺纹联接原理及力矩管理1.常用拧紧工具使用过程中可能存在的问题：1、拧紧时间过短、拧紧时间过短可能原因可能原因:对标准不了解、噪音、扭手、工时等对标准不了解、噪音、扭手、工时等主要表现：收枪过早主要表现：收枪过早不同材料的连接（软硬联接）对紧固时间的要求也有区别。不同材料的连接（软硬联接）对紧固时间的要求也有区别。3、电池枪力矩不符（电池枪力矩不符（PES9.6T)可能原因可能原因:员工未注意时旋动了力矩设定环员工未注意时旋动了力矩设定环主要表现主要表现:电池枪上的力矩设定环被旋动电池枪上的力矩设定环被旋动2、持枪姿势不正