文档介绍：Page 1SGM Confidential在汽车制造业中,将各种汽车零部件装配成整车的过程,需要很多种不同类型的连接,比如焊接、螺栓连接和粘胶连接等。其中螺栓连接是最重要的连接方法之一。螺栓连接的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围,从而将两个工件可靠地连接在一起。为了确保螺纹连接的刚性、密封性、防松能力和受拉螺栓的疲劳强度,连接螺栓对预紧力的精度要求是相当高的,所以轴向预紧力是评价螺栓连接可靠性的重要指标。轴向预紧力的最低限是由连接结构的用途决定的,该值必须保证被连接工件在工作过程中始终可靠贴合。轴向预紧力的最高值必须保证螺栓及被连接工件在预紧和工作过程中不会发生脱扣、剪断和疲劳断裂等损坏。由于轴向预紧力不方便现场测量监控,现在主要是通过控制螺栓的拧紧扭矩来达到控制预紧力的目的,扭矩的控制可通过动态扭矩和静态扭矩两种方式进行监控。通过扭矩监控过程控制及Q-das系统的应用,可以在实际装配生产中及时有效识别出各类扭矩报警问题,也有利于追溯可疑发动机的相关信息并进行风险评估。通过不断调整扭矩监控控制线可以及时发现各种缺陷,优化生产线装配工艺。引言Page 2SGM Confidential扭矩控制基本原理概述一、Page 3SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述一、基本术语1)扭矩—施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。2)动态扭矩—是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到的扭矩值,也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量的值。3)静态扭矩—用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐增大的扭矩,直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间,记录下的刚产生运动的扭矩值,该扭矩值即为静态扭矩。如: 用扭矩扳手测量所得到的扭矩。4)拧紧—实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力,反映到被拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力(即轴向拉应力)。5)动力工具:生产线上用于装配产品以控制螺纹紧固连接的气动枪和电动枪。气动枪:以压缩空气为动力源的拧紧工具的统称。电动枪:以电为动力源的拧紧工具的统称。电动枪又可分为单轴电动枪和多轴电动枪。6)标定—用扭矩标定仪(扭矩传感器和角度编码器)串接于电动拧紧枪之中,跟踪电动拧紧枪在螺纹连接件上进行拧紧的过程,从而确认其拧紧扭矩和/或拧紧角度在其规定范围内的一种方法。标定仪:一种标准扭矩控制仪器用来验证电动枪能达到规定的扭矩和/或角度。必须对其定期检定。二、螺栓连接件之间的力我们测量的是施加的扭矩我们想要测得的是夹紧力实际真正需要控制的是:夹紧力Page 4SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述装配拧紧的实质是通过螺栓的轴向预紧力将两个工件(如缸盖与缸体)可靠地联接在一起,因此,对轴向预紧力的准确控制是保证装配质量的基础。通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的方法由于受到摩擦系数等多种不确定因素的影响,导致对轴向预紧力控制精度低。此外,出于安全考虑,最大轴向力在设计时一般设在其屈服强度的70%以下,实际值往往只有30~50% 。在拧紧螺母时,其拧紧扭矩M需要克服被旋合螺纹间的摩擦力矩和螺母与被连接件(或垫圈)支承面间的摩擦力矩,并使连接产生预紧力P,它们的关系为要想得到规定的预紧力,应进行大量的试验求出拧紧扭矩系数的实际值,通过以上关系计算,把一定大小的扭矩施加到螺母上就能得到,通过试验和数学分析得出,。Page 5SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述三、扭矩与预紧力及摩擦系数关系从上图中可以看出摩擦系数,,摩擦系数最小,则产生最大预紧力,反之,如果螺栓强度最小,摩擦系数最大,,摩擦系数最小,将产生最小最终扭矩,反之,如果螺栓强度最大,摩擦系数最大,将产生最大最终扭矩。(T=KF,K值随摩擦因数u的增大而增大)从上图中图示分析可知,生产现场使用的螺栓不能随便涂油,这样可能会导致螺栓预紧力增大而被拉断,同时螺栓也不能随便烘干,这样可能会导致螺栓预紧力降低,从而达不到夹紧要求。Page 6SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述四、常见扭矩控制方法1)扭矩控制法(T)扭矩控制法是最开始同时也是最简单的控制方法,它是当拧紧扭矩达到某一设定的控制值Tc时,立即停止拧紧的控制方法。它是基于当螺纹连接时,螺栓轴向预紧力F与拧紧时所施加的拧紧扭矩T成正比的关系。它们之间的关系可用:T=KF来表示。其中K为扭矩系数,其值大小主要由接触面之间、螺纹牙之间的摩擦阻力来决定。在实际应用中,K值得大小常用下列公式计算:其中,P为螺纹的螺距,μ为综合摩擦系数,位螺纹的中径,为支承面的有效外径,为支承面的内径。螺栓和工件