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1、扭矩知识介绍1目 录第一章第一章 拧紧基本术语与原理拧紧基本术语与原理第二章第二章 螺栓的连接方式螺栓的连接方式第三章第三章 螺栓连接拧紧过程简单介绍螺栓连接拧紧过程简单介绍第四章第四章 扭矩的控制方法扭矩的控制方法第五章第五章 扭矩检查方法扭矩检查方法第六章第六章 拧紧工具的简介及选配拧紧工具的简介及选配第七章第七章 拧紧的顺序拧紧的顺序第八章第八章 拧紧工作中常见问题拧紧工作中常见问题第九章第九章 扭矩的防错扭矩的防错 第一章 拧紧基本术语与原理拧紧 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）。扭矩 施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲
2、形变等的扭转力偶或力矩。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。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 动时的扭矩值，该扭矩值即为静态扭矩。 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 扭矩和拧紧角度在其规定范围内的一种方法。3*6/11拧紧原理预紧力螺栓拉伸螺栓插入被连接件，利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形，这种弹性变形产生了轴向的拉力，将被夹零件挤压在
3、了一起，称为预紧力。理论上，只要产生了足够的夹紧力，完全可以保证被夹零件在震动、高低温等恶劣环境下安全工作，而不必使用涂胶等辅助方法。扭矩拧紧原理第一章 拧紧基本术语与原理张力张力螺栓连接件中的力螺栓连接件中的力夹紧力剪切力剪切力抗张力抗张力第一章 拧紧基本术语与原理152008-07-16The 50-40-10 规则规则扭矩100%夹紧夹紧力10%螺栓头下摩擦力50%螺纹副中摩擦力40%90% 的扭矩用于克服摩擦力施加的扭矩并不象夹紧夹紧 力那么简单简单 90% 的扭矩被摩擦力消耗 只有10%的扭矩转转化为夹紧为夹紧 力扭矩(M) = 力 (F)*力臂 (L) 第一章 拧紧基本术语与原理1
4、0%螺栓头头下摩擦力45%5 %162008-07-16夹紧夹紧 力与摩擦力的关系与影响螺栓头头下摩擦力50%螺纹纹副中摩擦力40%螺栓头头下摩擦力50%螺纹纹副中摩擦力40%夹紧夹紧力15%在螺栓头头下加润润滑油螺纹纹副中有杂质杂质螺纹纹副中摩擦力45%摩擦 力润滑后的螺 栓坏的螺 纹 普 通紧固轴 力通常的情况第一章 拧紧基本术语与原理影响夹紧力的因素影响夹紧力的因素错误的拧紧系统错误的拧紧系统不可靠的装配技术不可靠的装配技术沉降力沉降力温度温度摩擦摩擦 拧紧精度，拧紧精度，夹紧力过低或过高夹紧力过低或过高 表面粗糙表面粗糙与润滑状态与润滑状态 螺丝质量差螺丝质量差 材料不合适材料不合适
5、工具不准确或不相配工具不准确或不相配 螺丝质量差螺丝质量差 错误的工件错误的工件 设计缺陷设计缺陷 材料配对不合适材料配对不合适 拧紧方法错误拧紧方法错误 膨胀系数不同膨胀系数不同 螺栓接合尺寸错误螺栓接合尺寸错误第一章 拧紧基本术语与原理192008-07-16螺栓标识标识 系统统应力应力应变应变塑性范围塑性范围极限抗拉强度极限抗拉强度螺栓失效螺栓失效破坏点破坏点弹性范围弹性范围屈服强度屈服强度应力应力 N/mmN/mm 拉伸度拉伸度屈服屈服失效失效弹性区弹性区抗拉强度抗拉强度75 %75 %屈服强度极限屈服强度极限抗拉强度极限抗拉强度极限1）8.8第一个数：表示公称抗拉强度的 1/100
6、（即最大抗张应力 N/mm2) 1008 = 800 N/mm2第二个数：表示公称屈服强度与公称抗拉强度比值的关系（即屈强比）0.8 = 80% 两数相乘得出其屈服强度 ：800* 0.8 = 640 N/mm2 2）BUFO：表示生产商 3）M：表示公制螺纹第一章 拧紧基本术语与原理10扭矩角度贴合点扭矩角度 贴合点硬连接720 度720 度第二章 螺栓连接的方式弹弹性松弛会影响夹紧夹紧 力材料弹弹性松弛会使夹紧夹紧 力衰减!Time第二章 螺栓连接的方式222008-07-16牛米扭矩衰减工具断开衰减时间时间扭矩衰减:拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩降低现象即为扭矩衰减,衰减 后的扭矩低
7、于目标值但较为稳定,一般在拧紧操作完成后的30ms内会完成60%以 上的扭矩衰减。对于任何连接，随着时间的推移，都会有一定程度的扭矩衰减，一般发生在以 下两种情况中：1、粗糙的表面配合时造成的衰减；2、软连接中的扭矩衰减。第二章 螺栓连接的方式装配手测(动态)(静态)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 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma硬连接数据分析静态扭矩高
8、于动态扭矩均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma装配手测(动态)(静态)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 软连接数据分析静态扭矩低于动态扭矩小结：通过以上硬连接与软连接的比较，同时结合现场情况，总结如下：1、在完全相同的拧紧状态下，硬连接与软连接所得到的最终扭矩是不同 的；（完全相同是指同样的拧紧工具，以同样的转速，保持同样的稳定 时间）；2、同一种连接方式，在拧紧工具的转速、保持时
9、间不同的情况下，得到 的最终拧紧力也是不同的；3、因为静态扭矩检测需要考虑进人为的因素进去，同时因为静态扭矩受 摩擦力的影响非常大，而摩擦力的变化又是非常离散的，因此静态检测 值会更离散一些；4、同时，对于某些角度拧紧的连接，静态检测只能检测其扭矩是否过低 ，而无法精确控制扭矩值。第二章 螺栓连接的方式16拧紧角度值 (o)扭矩 (Nm)预拧紧开始夹紧夹紧形成最终拧紧第三章第三章 螺栓连接拧紧过程简介螺栓连接拧紧过程简介最终扭矩和角度值 必须落在这一区域拧紧过程的可接受范围拧入拧入准备准备拧紧拧紧角度角度 扭矩扭矩 NmNm多多 阶阶 段段 拧拧 紧紧拧紧拧紧 1 1拆卸拆卸准备准备拧紧拧紧
10、2 2扭矩扭矩 NmNm角度角度 拆卸后再拧紧方法，拆卸后再拧紧方法， 为了减少应力影响为了减少应力影响第四章 扭矩的控制方法19根据拉伸-屈服极限的关系图，常用的扭矩控制方法 有五种 （1）扭矩控制法（T）（2）扭矩-转角控制法（TA）（3）屈服点控制法（TG）（4）质量保证法（QA） （5）扭矩斜率法1.1.扭矩控制法扭矩控制法拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构停止动作停止动作，其，其优点是较为简便，而且扭矩优点是较为简便，而且扭矩 容易复验。容易复验。 影响扭矩法精度的最大因素不是控制系统本身的精度，主要是由于螺栓的材影响扭矩法精度的最大因素不是控制
11、系统本身的精度，主要是由于螺栓的材质、加工精度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺质、加工精度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺 母承压面等各个螺纹联接处的母承压面等各个螺纹联接处的摩擦系数的变化摩擦系数的变化。 在在实际应用中，摩擦力的离散状态非常严重，所以实际应用中，摩擦力的离散状态非常严重，所以预紧力的离散值往往可以预紧力的离散值往往可以达到达到202030%30%，为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往，为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往 采用采用较高的设计余量较高的设计余量，以此弥补扭矩控制带来的偏差。，以此弥补扭
12、矩控制带来的偏差。 目前大多数目前大多数非关键部位非关键部位的螺纹联接仍使用扭矩法。的螺纹联接仍使用扭矩法。4.1 扭矩控制法扭矩控制扭矩控制 转角监控法转角监控法 在采用扭矩控制的同时,用紧固转角作为指标对预紧力进行监控的控制方法 。.20% N扭矩（举例）设定转角控制的起始点 .从起始点计算转角，同时记录扭矩扭矩角度扭矩 = OK角度 ：监控TmaxTmin20%minmax设定角度4.2 扭矩-转角控制法2.2.扭矩扭矩/ /转角控制法转角控制法扭矩扭矩转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，转角控制法是在扭矩控制法上发展起来的，应用这种方法，首先是把螺栓拧到一个不大的扭矩应用这种方法，首
13、先是把螺栓拧到一个不大的扭矩后，再从此点始，拧一个规定的转角的控制方法。后，再从此点始，拧一个规定的转角的控制方法。它是基于的一定转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，其结果产生它是基于的一定转角，使螺栓产生一定的轴向伸长及连接件被压缩，其结果产生 一定的螺栓轴向预紧力的关系。应用这种方法拧紧时，设置初始扭矩（一定的螺栓轴向预紧力的关系。应用这种方法拧紧时，设置初始扭矩（TsTs） 的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面的目的是在于把螺栓或螺母拧到紧密接触面上，并克服开始时的一些如表面 凸凹不平等不均匀因素。而螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。凸凹不
14、平等不均匀因素。而螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。 从图从图5 5中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角 的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，摩擦阻力对其的影响摩擦阻力对其的影响 已不复存在，已不复存在，故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单纯的拧矩故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单纯的拧矩 法高。从图法高。从图5 5可见，扭矩可见，扭矩转角控制法对螺栓轴向预紧力精度影响最大的是转角控制法对螺栓轴向预紧力精度影响最大的是 测
15、量转角的起点，即图中测量转角的起点，即图中TSTS所对应的所对应的S1S1（或（或S2S2）点。因此，为了获得较高的）点。因此，为了获得较高的 拧紧精度，应注意对拧紧精度，应注意对S S点的研究。点的研究。4.2 扭矩-转角控制法扭矩扭矩- -转角控制法与扭矩控制法最大的不同转角控制法与扭矩控制法最大的不同 在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧在于：扭矩控制法通常将最大螺栓轴向预紧 力限定在螺栓弹性极限的力限定在螺栓弹性极限的9090处，即图处，即图6 6中中Y Y 点处；而扭矩点处；而扭矩- -转角控制法一般以转角控制法一般以Y-MY-M区为区为 标准，最理想的是控制在屈服点偏后。标准，最理想的是控制在屈服点偏后。 扭矩扭矩转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是转角控制法螺栓轴向预紧力的精度是 非常高的，通过图非常高的，通过图6 6即可看出，同样的转角即可看出，同样的转角 误差在其朔性区的螺栓轴向预紧力误差误差在其朔性区的螺栓轴向预紧力误差F2F2 比弹性区的螺栓轴向预紧力误差比弹性区的螺栓轴向预紧力误差F1F1要小得要小得 多。多。 应用转角法，螺栓的负荷可以在它的应用转角法，螺栓的负荷可以在它的弹性变形范围弹性变形范围内，也可以进入内，也可以进入塑性变形范塑性变形范 围围，大多数厂家用转角法一般在塑性区大多数厂家用转角法一般在塑性区。如果螺栓要进入塑性变形
