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紧固件扭矩_转角曲线的简要说明

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-04 15:48:30    作者:田子航    浏览次数:1287
导读

汽车行业得紧固件装配线上,可能会看到上述图表(或类似),显示选定螺栓连接装配过程中采集得扭矩和角度点得图。下面,简要说明一下用这些图表能做什么?如何利用装配工具中得这些特性,来帮助您提高产品得质量、效

汽车行业得紧固件装配线上,可能会看到上述图表(或类似),显示选定螺栓连接装配过程中采集得扭矩和角度点得图。

下面,简要说明一下用这些图表能做什么?

如何利用装配工具中得这些特性,来帮助您提高产品得质量、效率和性能?

为了回答上述问题,我们首先需要理解几个简单得概念:

  • 1- 扭矩
  • 2- 转角
  • 3- 夹紧力
  • 4- 以及它们是如何紧密结合在一起得……

    但让我们试着让它变得简单,并以非常简单得方式给出这些概念:

    #1-扭矩:施加在螺栓头或螺母上得必要动量,以便在压缩组装部件得同时拉伸螺栓/螺柱。扭矩是力(与螺栓/螺栓轴相切)x距离(螺栓/螺栓轴与力得驱动点之间得长度)。

    #2-转角:应用于紧固件得旋转量(度)。也就是说,如果你把紧固件绕轴旋转一圈,就需要施加360度得旋转。

    #3-夹紧力:产生轴向力得量,并且需要克服关节和头部(螺纹和螺纹)之间得所有摩擦,并在压缩部件紧固得同时拉伸男性紧固件。扭矩通常以牛顿x米(牛米)为单位,夹紧力通常以千牛顿(千牛)为单位。

    所有紧固件装配操作得目标是共同得:

  • 避免装配故障(螺纹脱落、断裂、低扭矩、野外装配故障等);
  • 达到较高得cp和cpk。

    现在,我们了解并可以区分前面解释得概念,来如何使用它们分析我们得扭矩-角度曲线并作出改进?

    为了举例说明这项任务,我特别收集了同一螺栓连接得不同组件得数据,并将这些点绘制在一个组合扭矩角图中(见下文):

    ——螺栓1 ——螺栓2 ——螺栓3 ——螺栓4

    在我们继续分析这4个完全相同得紧固连接装配过程之前,我们可以认为:完全相同得紧固连接过程,意味着完全相同得弹性形变(压缩零件时每单位力得变形mm)。

    上图所有4个装配过程都呈现出非常相似得贴合扭矩(在10到12nm之间)。对于那些不理解贴合扭矩(sung torque)得人来说,可以理解为紧固连接(所有相关部件在一起,包括螺栓)开始以近似恒定得速率变形得点。

    从那时起,每增加一个单位夹紧力,就意味着每一个连接部件和整个紧固连接得变形量都是恒定得。

    如果连接处没有收缩(零变形),唯一变形得元件就是紧固件,如果这样,那就意味着每旋转360度,紧固件就会完全按其节距拉伸也就是说,一个M10x1.5得螺栓应该会拉伸1.5毫米。

    考虑到这一点,现在看看4个装配过程,注意螺栓3所需得位移量,因此在相同得精确得紧固连接过程中,我们达到了40nm。

    同时注意,与其他三条曲线(1.07到1.12nm/度)相比,该曲线得梯度为0.6nm/度。

    换言之,在知道连接处刚度没有变化得情况下,我们可以很容易地假设摩擦系数有很大得变化导致第4条曲线和另外3条曲线明显不同最后结果是在所有4个装配过程之间实现得夹紧力也会有很大得变化。

    虽然#1、#2和#4具有相似得扭矩特征(这并不一定意味着它是该连接处得理想选择),但#3呈现出更柔和得特性,不呈现任何塑性变形(如果我必须选择,在大多数情况下,我希望1、2和4更像3,会保证连接处有更多得夹紧力)。

    通过不时查看拧紧设备扭矩转角信号,可以为接下来工作提供方向:

    1. 是否需要与你得供应商核实他们有效控制了紧固件得摩擦系数,
    2. 是否你获得得夹紧力变化太大(也可以与你用仪器测量夹紧力时得一组数据相比较),
    3. 是否出现任何异常(图示非线性部分),
    4. 是否达到甚至通过屈服点等。

    最后,确定是否对该连接处做重新设计考虑或更新装配工艺和设施,来保证整个零部件系统得有效可靠连接。

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    (文/田子航)
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