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1、1 基本拧紧技术基本拧紧技术 Distributor training level I 2 目的目的 ? 掌握以下几个要点，并能与客户就生产中的相关问题进行解 释，为客户提供正确的工具和方案作指导 使用螺栓/螺丝的优点 什么是连接件？ 扭矩，摩擦力和夹紧力的关系 抗拉强度和屈服点 3 1. 螺纹紧固件1. 螺纹紧固件 4 生产装配的几种方法生产装配的几种方法 ? 焊接 ? 胶合 ? 铆接 ? 用螺丝和螺栓拧紧 5 哪种装配方法最普遍？哪种装配方法最普遍？ ? 焊接 ? 胶合 ? 铆接 ? 用螺丝和螺栓拧紧 ? 6 使用螺丝和螺栓拧紧！使用螺丝和螺栓拧紧！ ? 设计简单 ? 零部件标准化 ? 装
2、配简单，拆卸方便 ? 效率高 ? 成本低 But why? 7 2. 什么是连接件？2. 什么是连接件？ 8 什么是连接件？什么是连接件？ 螺丝/螺栓 螺母 连接部件 螺丝/螺栓 螺母 连接部件 连接件受到不同外部力的影响 9 应用场所举例应用场所举例 车轮螺栓 法兰 发动机 输配电线杆 手表 10 夹紧力，拉伸力和剪切力夹紧力，拉伸力和剪切力 剪切力 剪切力 拉伸力 拉伸力 剪切力 剪切力 拉伸力 拉伸力 夹紧力夹紧力 11 一定要避免这种情况！一定要避免这种情况！ 12 小结-连接件小结-连接件 ? 螺丝/螺栓连接是用一个足够大的夹紧力将部件结合起来 ? 螺丝/螺栓在拧紧中拉伸，也就对连接
3、件产生了夹紧力 ? 螺丝/螺栓连接件能将部件结合，只要其夹紧力/预载力大于外部的拉 伸力 连接件的应力连接件的应力 13 3. 扭矩，摩擦力和夹紧力扭矩，摩擦力和夹紧力 14 紧固件中的螺纹产生了夹紧力，使得部件结合在 一起 紧固件中的螺纹产生了夹紧力，使得部件结合在 一起 ? 旋转螺丝/螺栓将拉伸螺丝/螺栓 ? 拉伸螺丝/螺栓使部件加紧 ? 连接件力的夹紧力是拧紧中所求的力 15 我们能够测量的是扭矩我们能够测量的是扭矩T 夹紧力是我们想要得到的夹紧力是我们想要得到的 夹紧力是我们想得到的，但是它非常难测量. 扭矩 容易测量和运用 螺纹紧固件 扭矩螺纹紧固件 扭矩 16 直接测量夹紧力的方法
4、直接测量夹紧力的方法 17 为了拧紧螺栓为了拧紧螺栓, 必须施加力以便拧紧螺母必须施加力以便拧紧螺母/螺丝螺丝 18 Torque T = F xr r F Ta r F Tb 19 力力 (F), 力臂力臂 (L) = 扭矩扭矩(M) 螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大螺栓旋转的越多，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%的扭矩转化为夹紧力的扭矩转化为夹紧力 夹紧力夹紧力, 10% 螺纹副中的摩擦 了 螺纹副中的摩擦 了, 40% 螺栓头下表面的 摩擦力 螺栓头下表面的 摩擦力, 50% 施加的扭矩并不象夹紧力那么简单施加的扭矩并不象夹紧力那么简
5、单 螺纹副力的摩擦力 夹紧力 螺丝 螺纹副力的摩擦力 夹紧力 螺丝/螺栓头部下表面的 摩擦力 螺栓头部下表面的 摩擦力 50% 10% 40% 扭矩施加 (100%)，其夹紧力得到扭矩施加 (100%)，其夹紧力得到 通常情况通常情况 扭矩扭矩 100 % 21 The 50-40-10 规则规则 扭矩扭矩扭矩扭矩100%100% 90% 的扭矩用于克 服摩擦力 90% 的扭矩用于克 服摩擦力 夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力 10%10%10%10% 螺纹副中螺纹副中螺纹副中螺纹副中 40%40% 螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力 50%50% 22 扭矩和夹紧力的关系扭矩和
6、夹紧力的关系 23 夹紧力F和扭矩、摩擦力等因素紧密相关夹紧力F和扭矩、摩擦力等因素紧密相关 ? Fm= T/ (0.16P + (g * 0.58 * d2) + (Dkm/2) * k) PitchThreadHead ? Definitions Fm = clamping force P = pitch of thread g= friction value in thread d2 = diameter bolt Dkm= size of surface bolt (nut)-head ? Dkm = (dw + dh)/2 k= fricition value surface bol
7、t-head 24 不同材料的螺纹中的摩擦力不同材料的螺纹中的摩擦力 25 40 % 20 % 40 % 40% 40% 塑料垫圈 螺纹副中的摩擦力 夹紧力 螺栓头 塑料垫圈 螺纹副中的摩擦力 夹紧力 螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力 螺丝头下面 的摩擦力 改变摩擦力 塑料垫圈改变摩擦力 塑料垫圈 26 螺纹里的润滑螺纹里的润滑 改变摩擦力改变摩擦力 加润滑加润滑 27 50 % 20 % 30 % 50% 30% 螺纹里加润滑螺纹里加润滑 夹紧力夹紧力 扭矩和夹紧力的关系扭矩和夹紧力的关系 螺栓头螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力 螺纹副中的摩擦力 螺丝头下面 的摩擦力 螺纹副中的摩擦力 28 摩擦力
8、减小会导致.摩擦力减小会导致. 50 % 20 % 30 % .过拧！.过拧！ 29 改变摩擦力 生锈的螺栓改变摩擦力 生锈的螺栓 生锈的螺栓生锈的螺栓 30 50 % 0 % 50 % 50% 50% 生锈的螺栓生锈的螺栓 夹紧力夹紧力 扭矩和夹紧力的关系扭矩和夹紧力的关系 螺栓头螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力 螺纹副中的摩擦力 螺丝头下面 的摩擦力 螺纹副中的摩擦力 31 其它改变摩擦力的形式其它改变摩擦力的形式 ? Locktite胶水 ? 自锁螺母 ? 螺纹上带涂料 ? 坏螺纹 . . 32 螺纹上带涂料螺纹上带涂料 33 坏螺纹坏螺纹 34 要求的扭矩 大扭矩要求的扭矩 大扭矩 (pr
9、evailing torque) ? 额外的扭矩来克服摩擦力，例如自锁螺母 ? 自锁螺母的摩擦力导致了大扭矩 T 10 Nm 普通装配 连接贴合面 3 Nm 需要克服自锁螺母摩擦力 产生的额外扭矩 1 Nm 2 Nm 12 Nm “prevailing torque” 装配 35 大扭矩 自锁螺母大扭矩 自锁螺母 36 摩擦力带来的损失.摩擦力带来的损失. ? 摩擦力使螺栓/螺丝连接件非常稳定 ? 摩擦力有两方面作用：拧紧和旋松 ? 使用摩擦力，我们能得到一些特殊效果 (locktite, 自锁螺母,.) 37 小结 扭矩，角度和夹紧力小结 扭矩，角度和夹紧力 ? 拧紧扭矩是加载在螺丝/螺栓上
10、的外部拧紧力 ? 只有10% 左右的扭矩转化为夹紧力，其余都消耗在不可预计的摩擦力 上 ? 摩擦力的变化，会导致连接件中的夹紧力有40%的变化 ? 施加在连接件上的扭矩可以由扭矩-转动的角度来表示 38 4. 抗拉强度和屈服点抗拉强度和屈服点 39 一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩 夹紧力一定要高于外部载荷夹紧力一定要高于外部载荷 安全余量载荷的影响因素安全余量载荷的影响因素: 振动振动 摩擦力的变化摩擦力的变化 连接件尺寸变化连接件尺寸变化 拧紧精度拧紧精度 40 施加的扭矩不要超过使用极限施加的扭矩不要超过使用极限 Angle of rotation
11、 Torque 施加的扭矩过大会使螺 栓过度伸长 施加的扭矩过大会使螺 栓过度伸长 安全余量取决于安全余量取决于: 拧紧精度拧紧精度 材料等级材料等级 41 螺栓标识系统螺栓标识系统 生产商 第一个数 生产商 第一个数 = 1/100 的最小抗拉 强度 的最小抗拉 强度 (N/mm2) 1008 = 800 N/mm2 第二个数第二个数 =屈服强度与最小抗拉 强度之间的关系 屈服强度与最小抗拉 强度之间的关系 0.8 = 80% 两数相乘得出屈服应力两数相乘得出屈服应力 800* 0.8 = 640 N/mm2 公制螺纹公制螺纹 . 11.B Tensile Strength / Yield
12、抗拉强度/屈服点抗拉强度/屈服点 Stress （受力）（受力） N/mm Elongation %（拉伸度）（拉伸度） Tensile stress（抗拉强度）（抗拉强度） 100* 8=800 N/mm2 Yield stress(屈服应力）屈服应力） 800*0,8=640 N/mm2 Yield（屈服点）（屈服点） Failure（失效）（失效） Elastic part（弹性变形区）（弹性变形区） Tensile strength 抗拉强度抗拉强度 75 % 43 螺丝/螺栓等级含义螺丝/螺栓等级含义 44 Recommended torque levels 45 小结小结 夹紧力定义夹紧力定义 ? 螺丝/螺栓有等级之分，螺栓等级螺栓等级指明螺丝/螺栓抗拉强度 ? 所需最小的夹紧力最小的夹紧力必须保证连接件在外力影响下部件仍能结合 ? 最大夹紧力最大夹紧力由螺丝/螺栓尺寸和质量，以及相关拧紧设备的精度决定 最大值和最小值最大值和最小值 46 Committed to sustainable productivity. 47
