1、7/1/2022 1基本擰緊技術基本擰緊技術7/1/2022 2 from maintenance in chemical process plants to light assembly such as manufacture of lap top computers, or heavy industry such as the manufacture of construction vehicles螺栓連接廣泛應用在工業產品的裝配中螺栓連接廣泛應用在工業產品的裝配中擰緊技術擰緊技術7/1/2022 為什么使用螺栓連接為什么使用螺栓連接 裝配簡單裝配簡單 拆卸方便拆卸方便 效率高效率高 成本

2、低成本低7/1/2022 4質量等級質量等級安全等級安全等級客戶定義等級客戶定義等級裝配工作按精度等級分為三類裝配工作按精度等級分為三類7/1/2022 5螺栓連接的受力螺栓連接的受力剪切剪切拉伸拉伸7/1/2022 6為了擰緊螺栓為了擰緊螺栓, 必須施加力以便擰緊螺母必須施加力以便擰緊螺母/螺絲螺絲7/1/2022 7測量擰緊效果測量擰緊效果我們能夠測量的是扭矩我們能夠測量的是扭矩T我們想要得到的是夾緊力我們想要得到的是夾緊力FTFFFF7/1/2022 8扭矩夾緊力扭矩夾緊力旋轉螺母或螺絲使螺桿受力伸長旋轉螺母或螺絲使螺桿受力伸長螺桿伸長產生的夾緊力把連接件夾緊螺桿伸長產生的夾緊力把連接件

3、夾緊我們需要的是連接件中的夾緊力我們需要的是連接件中的夾緊力7/1/2022 9Joint Diagrams螺拴與連接件的關系螺拴與連接件的關系7/1/2022 10Joint Diagrams力伸長量壓縮量螺栓拉伸連接件壓縮壓力拉力螺拴和連接的變形螺拴和連接的變形7/1/2022 11Joint Diagrams螺栓連接的變形關系螺栓連接的變形關系 力 變形預緊力螺栓伸長1 連接件 壓縮2 7/1/2022 12Joint Diagrams軸向工作載荷的影響軸向工作載荷的影響 力12 變形螺栓受力增加部分夾緊力減少部分1 工作載荷7/1/2022 13通過螺紋產生夾緊力把連接件夾緊通過螺紋產

4、生夾緊力把連接件夾緊旋轉螺母或螺絲使螺絲受力伸長旋轉螺母或螺絲使螺絲受力伸長螺絲伸長產生的夾緊力把連接件夾螺絲伸長產生的夾緊力把連接件夾緊緊我們需要的是連接件中的夾緊力我們需要的是連接件中的夾緊力7/1/2022 14力力 (F), 力臂力臂 (L) = 扭矩扭矩(M)螺栓旋轉的越多，得到的扭矩越大螺栓旋轉的越多，得到的扭矩越大但是但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗的扭矩被摩擦力消耗只有只有10%的扭矩轉化為夾緊力的扭矩轉化為夾緊力夾緊力夾緊力, 10%螺紋副中的摩擦螺紋副中的摩擦了了, 40%螺栓頭下表面的螺栓頭下表面的摩擦力摩擦力, 50%施加的扭矩并不象夾緊力那么簡單施加的扭矩并不象夾緊

5、力那么簡單7/1/2022 15The 50-40-10 The 50-40-10 規則規則90% 90% 的扭矩用于克的扭矩用于克服摩擦力服摩擦力7/1/2022 16夾緊力與摩擦力的關系夾緊力與摩擦力的關系7/1/2022 17一定要確保施加的扭矩達到最小需要扭矩一定要確保施加的扭矩達到最小需要扭矩夾緊力一定要高于外部載荷夾緊力一定要高于外部載荷安全余量載荷的影響因素安全余量載荷的影響因素: 振動振動 摩擦力的變化摩擦力的變化 連接件尺寸變化連接件尺寸變化 擰緊精度擰緊精度7/1/2022 18施加的扭矩不要超過使用極限施加的扭矩不要超過使用極限Angle of rotationTorqu

6、e 施加的扭矩過大會使螺施加的扭矩過大會使螺栓過度伸長栓過度伸長 安全余量取決于安全余量取決于: 擰緊精度擰緊精度 材料等級材料等級7/1/2022 19螺栓標識系統螺栓標識系統生產商生產商第一個數第一個數 = 1/100 的最小抗拉的最小抗拉強度強度 (N/mm2)1008 = 800 N/mm2 第二個數第二個數 =屈服強度與最小抗拉屈服強度與最小抗拉強度之間的關系強度之間的關系 0.8 = 80%兩數相乘得出屈服應力兩數相乘得出屈服應力 800* 0.8 = 640 N/mm2 公制螺紋公制螺紋.7/1/2022 彈性松弛會影響夾緊力彈性松弛會影響夾緊力材料彈性松弛會使夾緊力衰減材料彈性

7、松弛會使夾緊力衰減!Time7/1/2022 217/1/2022 22衰減衰減時間時間牛米牛米7/1/2022 23Joint characteristics can also define the tool type required (ISO 5393)旋轉角度旋轉角度目標扭矩目標扭矩A. 硬連接：到達貼合點后，旋轉硬連接：到達貼合點后，旋轉30以內達到目標扭矩以內達到目標扭矩B. 軟連接：軟連接：到達貼合點后，旋轉到達貼合點后，旋轉2 圈以上達到目標扭矩圈以上達到目標扭矩扭矩的過扭程度受連接件硬度以及扭矩的過扭程度受連接件硬度以及工具轉速影響。工具轉速影響。軟連接、硬連接軟連接、硬連接

8、7/1/2022 軟、硬連接軟、硬連接目標目標均值偏差均值偏差扭矩扭矩角度角度過扭過扭貼合點貼合點硬連接硬連接軟連接軟連接7/1/2022 25如何在一個連接件上測量扭矩如何在一個連接件上測量扭矩動態扭矩動態扭矩:在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量在擰緊螺栓的同時用在線式扭矩傳感器測量 靜態扭矩靜態扭矩:安裝后用扭矩扳手測量安裝后用扭矩扳手測量7/1/2022 26靜態扭矩靜態扭矩動力工具動力工具輸出扭矩輸出扭矩 92949192949292X=92,43s=1,13扭力扳手扭力扳手靜態扭矩靜態扭矩 103 106 103 100 100 103 100X=102,14s=2,27T (N

9、m)時間時間20406080100110120(A)工具輸出工具輸出 (動態扭矩動態扭矩)(B) 扭力扳手扭力扳手 (靜態扭矩靜態扭矩)原因:靜態摩擦力7/1/2022 27裝配手測(動態)(靜態) 102.6 112 102.6 110 101.4 111 101.2 110 102.4 113 100.9 109 102.1 110 102.4 111 101.0 113 101.8 112 101.84 111.1 0.67 1.4 2.01 4.1 均值均值 標準偏差標準偏差 (Sigma) 3 Sigma硬連接硬連接7/1/2022 28均值均值 標準偏差標準偏差 (Sigma) 3

10、 Sigma裝配手測(動態)(靜態) 100.2 88 100.5 84 100.7 92 100.3 86 100.4 90 100.8 88 100.5 86 100.2 85 100.2 84 100.4 84 100.42 86.7 0.21 2.8 0.63 8.3 軟連接軟連接7/1/2022 29使用測力扳手時可能會出現的問題使用測力扳手時可能會出現的問題只能檢查扭矩是否太低只能檢查扭矩是否太低同時受靜態摩擦力影響同時受靜態摩擦力影響操作者不喜歡使用操作者不喜歡使用(生產效率低、人機工程問題生產效率低、人機工程問題)必須定期校準必須定期校準測力扳手的誤差大測力扳手的誤差大7/1/2022 30扭矩和角度扭矩和角度 OKOK扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK7/1/2022 31扭矩扭矩 OK, OK, 角度過低角度過低扭矩扭矩角度角度扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過低過低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK7/1/2022 32扭矩扭矩 OK, OK, 角度過高角度過高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過高過高扭矩扭矩 = OK角度角度 = 過低過低扭矩扭矩 = OK角度角度 = OK扭矩扭矩角度角度7/1/2022