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1、1,Atlas Copco Tools and Assembly Systems 阿特拉斯科普柯 工业工具和装配系统部,销售培训,2,基本拧紧技术,Training level I,3,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,4,1. 螺纹紧固件,5,生产过程中的几种装配方法,焊接 粘接 铆接 用螺丝和螺栓拧紧,6,哪种装配方法最普遍？,焊接 粘接 铆接 用螺丝和螺栓拧紧,?,7,使用螺栓拧紧！,设计简单 零部件标准化 装配简单，拆卸方便（可逆） 效率高
2、成本低 可控（螺栓张力可控）,!,But why?,8,2. 什么是连接件？,9,什么是连接件？,螺丝/螺栓,螺母,连接部件,连接件受到不同外部力的影响,10,应用场所举例,车轮螺栓 法兰 发动机 输配电线杆 手表,11,夹紧力，拉伸力和剪切力,剪切力,剪切力,拉伸力,拉伸力,夹紧力,12,一定要避免这种情况！,13,小结-连接件,螺栓连接是用一个足够大的夹紧力将部件结合起来 螺栓在拧紧中拉伸，也就对连接件产生了夹紧力 螺栓连接件能将部件结合，其夹紧力/预载力大于外部的拉伸力,连接件的应力,14,3. 扭矩，摩擦力和夹紧力,15,紧固件中的螺纹产生了夹紧力，使得部件结合在一起,旋转螺栓将拉伸螺
3、丝/螺栓 拉伸螺栓使部件加紧 连接件力的夹紧力是拧紧中所求的力,16,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,17,直接测量夹紧力的方法,18,为了拧紧螺栓, 必须施加力以便拧紧螺母/螺栓,19,扭矩 T = F x r,r,F,Ta, r,F,Tb,20,力 (F), 力臂 (L) = 扭矩(M) 螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大,但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗 只有10%的扭矩转化为夹紧力,夹紧力, 10%,螺纹副中的摩擦了, 40%,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,
4、螺纹副力的摩擦力,夹紧力,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,通常情况,扭矩,100 %,22,50 40 10 规则,扭矩,100%,90% 的扭矩用于克服摩擦力,产生夹紧力 10%,螺纹副中 40%,螺栓头下摩擦力 50%,23,扭矩和夹紧力的关系,24,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) 节距 螺纹 螺栓头 定义 Fm = 夹紧力 P = 螺纹节距 g = 螺纹摩擦系数 d2 = 螺栓中径 Dkm = 螺栓或螺母头公称直径 Dkm = (dw
5、+ dh)/2 k = 螺栓头下面的摩擦系数,25,不同材料的螺纹中的摩擦力,26,40 %,20 %,40 %,40%,40%,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,改变摩擦力 塑料垫圈,27,螺纹里的润滑,改变摩擦力 加润滑,28,50 %,20 %,30 %,50%,30%,螺纹里加润滑,夹紧力,扭矩和夹紧力的关系,螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力,螺纹副中的摩擦力,29,扭矩和夹紧力的关系,Torque扭矩Nm,Tension 张力 KN,10,20,20,30,40,50,60,40,60,80,100,120,medium-oiled, 轻度浸油,well-
6、oiled, 充分浸油,rough/not oiled 原始状态,Tension dispersal 张力的散布误差 50%,Final torque目标扭矩 2%,由此得出一个重要的结论： 如果其它的因素不能控制，仅仅控制扭矩是远远不够的！,30,摩擦力减小会导致.,50 %,20 %,30 %,.过拧！,31,改变摩擦力 生锈的螺栓,生锈的螺栓,32,50 %,0 %,50 %,50%,50%,生锈的螺栓,夹紧力,扭矩和夹紧力的关系,螺栓头/螺丝头下面 的摩擦力,螺纹副中的摩擦力,33,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 . .,34,螺纹上带涂料,
7、35,坏螺纹,36,prevailing 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,f,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,“prevailing torque” 装配,37,大扭矩 自锁螺母,38,特殊螺栓 - 航空高锁(Hi-lock)螺栓,两大分类： 抗拉型和抗剪型 特点： 高强度、高抗剪力、单面扭紧、不可逆,39,摩擦力带来的损失.,摩擦力使螺栓连接件非常稳定 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,.),40,小结
8、 扭矩、角度和夹紧力,拧紧扭矩是加载在螺栓上的外部拧紧力 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,41,4. 关于扭紧的几个基本概念,42,一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,安全余量载荷的影响因素: 振动 摩擦力的变化 连接件尺寸变化 拧紧精度,43,施加的扭矩不要超过最大扭距,施加的扭矩过大会使螺栓过度伸长,安全余量取决于: 拧紧精度 材料等级,44,ISO5393 螺栓连接的硬度,硬连接 720,扭矩,100%,螺栓开始受力,720, 角度
9、,硬,软,0,5%,达到目标扭矩,45,Tightening cycle 螺栓扭紧过程定义,基本定义： Fastener finding (Search socket) 寻帽 Run down 快速旋进 Final 最终扭紧 Elastic area.线性区 Semi-elastic area.半线性区 Plastic zone.塑变区,46,螺栓连接的分级,47,小结 扭紧的基本概念,所需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 最大夹紧力由螺丝/螺栓尺寸和质量，以及相关拧紧设备的精度决定,扭矩的最大值和最小值,螺栓的连接硬度,硬连接720 连接的硬度与目标扭紧的设定有关。,螺栓连
10、接的分级,按其失效后所产生的后果不同分为三级： 普通连接 重要连接 安全重要连接,48,5. 抗拉强度和屈服点,11.B,Tensile Strength / Yield 抗拉强度/屈服点,Stress （受力）N/mm,Elongation % （拉伸度）,Tensile stress （抗拉强度） 100X 8=800 N/mm2 Yield stress (屈服应力） 800X0,8=640 N/mm2,Yield （屈服点）,Failure （失效）,Elastic part （弹性变形区）,Tensile strength 抗拉强度,75 %,50,螺栓标识系统,生产商 第一个数 = 1/100 的最小抗拉强度 (N/mm2) 1008 = 800 N/mm2 第二个数 =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 800* 0.8 = 640 N/mm2,公制螺纹,51,螺丝/螺栓等级含义,52,Recommended torque levels 螺栓的推荐扭矩,53,小结 抗拉强度和屈服点,螺丝/螺栓有等级之分，螺栓等级指明螺丝/螺栓抗拉强度 屈服点是确保螺栓不失效的最大抗拉能力点。 螺栓的推荐扭矩对应于螺丝/螺栓的屈服点。,最大值和最小值,54,Committed to Sustainable Productivity.,55,
