不同的拧紧策略的优缺点.ppt

1、1,中级拧紧课程不同拧紧策略的优缺点,2,拧紧方式,3,装配过程最基本的要求是什么？,4,装配过程最基本的要求,提供足够的残余预紧力以克服所有可能的外力 确保装配过程中螺拴不会被损坏 检测并指示产品和过程错误 为质量保证系统提供装配过程的信息和数据,5,考虑如下参数建立一个简单的数学模型,夹紧力 扭矩 角度,螺拴头下摩擦系数 螺纹副摩擦系数 螺纹副摩擦半径 螺拴头摩擦半径,螺距 螺纹直径 承压直径,6,螺拴连接模型,夹紧力在贴合后随着角度线性增长,可以描述为: 夹紧力 F= k * A k 是 force rate(力率、力比)，定义为 dF/dA A 是 角度， 表示螺拴转过的角度 K, f

2、orce rate 对一个给定的设计来说，主要与几何公差有关,7,夹紧力,角度,扭矩,角度,螺拴连接模型,8,夹紧力 F通过螺拴头下摩擦、螺距和螺纹副摩擦转化为扭矩，公式如下：,轴向力扭矩的关系,9,夹紧力,扭矩,角度,角度,螺拴连接模型塑性变形阶段,10,螺拴拧紧时，轴向力和扭转力最终共同作用到螺拴上直至螺拴发生屈服变形，即螺拴出现了永久的伸长变形，当拧紧后可以测量出来。 认识到这种永久变形最开始出现在螺拴体最外圈，然后逐步向内圈扩展。如果某处的应力超过了材料极限螺拴就会开始断裂。,螺拴连接模型塑性变形阶段,11,弹性阶段的夹紧力范围主要与材料的屈服点有关。与连接的软硬程序及摩擦系数有些许关

3、系。 对高强度等级的材料，力率会有一个明显的下降，即曲线变平。而对低强度等级的材料，这个趋势并不明显。最终螺拴都会断裂。从屈服点开始到螺拴断裂转过的角度，与夹紧长度关系非常大，一般来说是在几百度的范围内。,夹紧力,角度,失效,螺拴连接模型塑性变形阶段,12,拧紧方法的分类按工具控制方式,基于扭矩或角度: 弹性范围内: 扭矩控制 角度控制 连接控制 超出弹性范围 角度控制 梯度(扭矩变化率)控制，即屈服点控制 其他方式 超声波 机械测试伸长量,13,扭矩控制,14,扭矩控制方式利用的是人们熟知的扭矩与张紧力之间的关系公式。扭矩控制方式在出现最大摩擦系数和最小力率(Force Rate)时提供最小

4、的夹紧力，反之亦然。,扭矩控制,15,优势: 容易实现不同精度等级的控制+/-25%的脉冲型工具到+/-1%的拧紧轴 巨量的产品和过程设计的标准数据-历史悠久 过程和设备的有效性校验过程非常容易 工程师非常熟悉，广为人知,扭矩控制,16,Tightening Methods,劣势: 夹紧力的精度很差,可能到+/- 60 %,受摩擦系数影响大 没有根本办法防止螺拴断裂 以上两个原因导致螺拴能力利用率低 60%,扭矩控制,17,弹性区域角度控制,拧紧规范 = 门槛力矩 + 拧紧角度,18,弹性区域内的角度控制避免了的摩擦系数大范围变动对夹紧力的影响。它通过控制转角来拧紧，利用了力率变动较小的优势。

5、,零件开始被 压在一起,角度,扭矩,弹性区域角度控制,讨论：力率 Force Rate 是什么？ 影响它的主要因素有哪些？,19,优势 相对容易实现 过程和产品的有效性相对容易检查 现场维修的成本和精度可以接受 螺拴利用率得到大大提高,弹性区域角度控制,20,劣势 标准的拧紧规范通常不能直接使用了必须做一些连接分析/实验室分析工作 无法使用扭力扳手复紧来校验 工具同时需要扭矩和角度测量能力,弹性区域角度控制,21,夹紧力,扭矩,角度,角度,门槛力矩,拧紧角度,夹紧力变化,塑性区域角度控制,22,优势 摩擦力影响降到最低 最大程度上利用螺拴能力,劣势 生产条件下检验工具性能很困难 设置和校验产品

6、参数的费用较高 螺拴一般无法重复使用,塑性区域角度控制,23,扭矩,dT/dA 最大值,dT/dA 最大值 的某个百分比,dT/dA,角度,角度,梯度(扭矩变化率)控制、屈服点控制,24,优势 螺拴进入塑性阶段一个小角度,最大程序利用螺拴 螺拴可以重复利用几次 夹紧力精度很高,拧紧效果不受弹性系数即力率Force Rate K的影响.当需要用许多螺拴坚固的情况下,如气缸盖,在设计上有时需要对不同位置使用不同螺拴,弹性系数不同.但这只影响屈服点的角度,夹紧力最大值总是在屈服点附近.,梯度(扭矩变化率)控制、屈服点控制,25,劣势 需要连接分析和实验室工作 过程的检验困难 拧紧/修复螺拴可能是个问

7、题 设备昂贵,梯度(扭矩变化率)控制、屈服点控制,26,超声波提供了最精确的夹紧力测量方式，把它作为拧紧控制方式效果也最好。但使用这种方式需要满足许多特殊条件：声耦合， 螺拴长度直径比，螺拴头尾的特殊处理等。由于这些条件很难在生产条件下满足，所以目前只限于实验室分析使用。,其他控制方式超声波测量,27,什么是达克乐 ？又称达克罗、锌铬膜、达克锈、达克曼等，将水基锌铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成份的无机防腐蚀涂层。 据估计，全球超过一半的汽车用紧固件使用该涂层。,其他需要特殊考虑的地方,28,关于六价铬 Hexavalent Chromium,达克罗处理液中含有约2%的Cr+6。 人体吸入六价铬后，能与蛋白质结合，并被还原为三价态累积在肺部，吸入仅0.28g的六价铬就可以引起呼吸道溃烂、鼻中膈孔并诱发肺癌，经消化道进入人体的六价铬，可以引起口腔、肠胃烧伤，出血、溃疡、中毒性肝炎、胃炎等危险。铬还是致癌因子，在WHO发布的环境中若干种主要的致癌物质中，多环芳香烃和六价铬的致癌危险度最高。,29,欧盟关于报废汽车的技术指令 of EU,欧盟关于报废汽车的技术指令要求各成员国要自行采取必要的措施，到2008年7月以后，禁止使用含铅、汞、镉和六价铬的材料。 部分公司自2006