美国库柏Cleco动力工具| 浅谈螺栓拧紧策略
在汽车制造业中,将各种汽车零部件装配成整车的过程,有很多种连接方式:螺栓连接、粘接、铆接、焊接、还有很多…
其中螺栓连接具有以下特点:
装配简单
拆卸方便
效率高
成本低
广泛应用于发动机、变速箱和底盘等重要位置的装配中。所以,螺栓的拧紧质量直接影响到产品的安全性和可靠性。
螺栓拧紧方法主要有两类,分别是弹性拧紧和塑性拧紧。弹性拧紧一般指扭矩拧紧法,塑性拧紧主要包括转角拧紧法、屈服点拧紧法等。
1 扭矩拧紧法
扭矩法就是利用扭矩和夹紧力的线性关系在弹性区进行紧固控制的一种方法。该方法在拧紧时,只对一个确定的紧固扭矩Tc进行控制,因此,该方法操作简便,是一种常规的拧紧方法。
优点
1 方法简单,普通拧紧工具均可。
2 过程和设备的有效性检验过程很容易。
3 工程师熟悉,应用经验丰富。
缺点
1 连接螺栓预紧力的离散度大,精度不易控制,螺栓预紧力精度在±30%左右。
2 没有根本办法防止螺栓断裂。
3 螺栓能力利用率低(60%)。
4 检查不出连接的缺陷(螺栓长短,螺栓尺寸错误等)
5 适合一般零件紧固,如:车体组件、仪表盘、汽车零部件 (部分)、黑白家电(如洗衣机),不适合重要的、关键零件的连接。
特点:除传统的扭矩控制外,设定临界值监控每次拧紧的运行角度。通过对角度数据的监控,能够有效的判断虚假扭矩合格的问题。
2 角度控制/扭矩监控(TA)
角度控制/扭矩监控(即转角拧紧法)就是把一个确定的紧固转角作为指标来对初始预紧力进行控制的一种方法。即在拧紧时,首先将螺栓拧紧到某一个扭矩值,然后再从此点开始,将螺栓于螺母相对转动一个角度。旋转的角度称之为紧固转角。
优点
1 螺栓预紧力精度较高,离散度较小。
2 可以容易的检查出紧固件摩擦系数的变化(螺栓尺寸大,螺栓质量差等)。
3 适合与安全密切相关的安装,无需特殊张力精度要求或将来不太可能再拧紧的装配。如:车轮安装、前后轮毂组成、车身副车架连杆、发动机装配、变速箱装配。
备注
该拧紧方法在塑性区拧紧时会使螺栓的杆部以及螺栓发生塑性变形,需考虑对螺栓反复使用场合的实用性。
对于预紧力过大,会造成被连接件受损的情况,则必须对螺栓的屈服点及抗拉强度的上限值进行规定。
特点:Cleco工具双角度传感器有效的保障了角度控制的精度。同时对角度拧紧结束后的扭矩进行监控记录,有效的判断出虚假角度合格。
3 屈服点控制法(TG)
屈服点控制法是把螺栓拧紧屈服点后,停止拧紧的一种方法。它是利用材料的屈服现象而发展起来的一种高精度拧紧方法。拧紧精度取决于螺栓本身的屈服强度,螺栓一般不重复使用。
优点
1 拧紧精度非常高,其预紧力的误差可以控制在±4%以内。
2 可以检测出拧紧缺陷。
3 适合安全紧密相关性要求高的部件或发动机装配。如:制动器、发动机汽缸盖、液压泵。
特点:扭矩传感器监测运行过程中的扭矩和旋转角度,所测得的数值被传送到控制系统,计算当前的梯度值,工具在关闭梯度(shut-off gradient) 达到后就会停止。