拧螺丝时如何控制螺栓的扭矩 螺栓扭矩( 二 )


将紧固件旋转至预定角度 。
从最初的屈服收紧阶段,现在也用于弹性区域 。
需要通过实验来确定初始(开门)扭矩和旋转角度参数 。
预紧力的精度为15%
扭矩角控制法具有拧紧精度高、轴向夹紧力大的优点 。
缺点:其控制系统复杂,需要测量预紧力矩和旋转角度两个数据 。质量部门很难找到合适的方法来检查和跟踪紧固结果 。
3.屈服点控制法



从上面的夹紧力图可以看出,螺栓在弹性区的轴向预紧误差δ F2远小于相同角度误差的螺栓在弹性区的轴向预紧误差δ f1 。屈服点控制法是在拧紧螺栓到屈服点后停止拧紧螺栓的方法 。是利用材料屈服现象发展起来的高精度拧紧方法 。这种控制方法通过不断计算和判断拧紧力矩/角度曲线的斜率来确定屈服点 。在螺栓拧紧过程中,扭矩/角度的变化曲线如扭矩和扭矩斜率对比图所示 。真正紧缩开始时,斜率快速上升,然后短暂放缓后保持不变(a_b区间) 。过了B点后,它的斜率在短时间内缓慢下降,然后迅速下降 。当斜率下降到一定值时(一般定义为斜率下降到最大值的一半时),表示已经达到屈服点(即扭矩对比图中的Q点),立即发出停止拧紧的信号 。屈服点控制法的拧紧精度很高,其预紧误差可控制在4%以内,但其精度主要取决于螺栓本身的屈服强度 。
拧紧过程中监控扭矩和旋转角度 。
当最大梯度减小时,可以区分最大梯度和屈服点 。
利用最大压力的潜力
摩擦力没有减少 。
每次拧紧允许的观察扭矩角
螺栓不能再用了 。
预紧力精度±8%
4.座位点-拐角控制方法(SPA)


座椅角控制法是近年来在转矩角T-A法的基础上发展起来的一种新的控制方法 。TA法以某个预扭矩Ts作为转角起点,SPA法计算转角起点,采用扭矩曲线直线段斜率与转角A坐标的交点S(见图) 。
图中F1为TA法最大螺栓轴向预紧误差,F2为SPA法最大螺栓轴向预紧误差 。从图中可以看出,采用TA法时,由于预紧力矩TS的误差(δTS = Ts2-Ts1,对应于螺栓轴向预紧力的误差δFs),转过相同的转角A1后,螺栓轴向预紧力的误差为F1,与两种不同弹性系数的拧紧情况相比;即使弹性系数相等,由于δTs的存在也会有一些误差(见图中δF1和δF2) 。如果采用SPA法,螺栓的轴向预紧力误差与弹性系数不同的两种拧紧条件相比为F2,因为都是从落座点S转到A2角 。F2明显小于F1,即落座点-角度控制法的拧紧精度高于扭矩-角度控制法 。采用SPA法,几乎可以完全消除摩擦系数对螺栓轴向预紧力的影响 。下图是拧紧时不同摩擦系数对应的扭矩-角度曲线 。图中摩擦系数:1 > 2 > 3 。虽然不同的摩擦系数对应不同的扭矩-角度曲线斜率,但它们的坐落点(曲线线性段斜率与横轴的交点)相差不大 。所以从这个点再拧一个角度Ac,就基本可以消除不同摩擦系数对螺栓轴向预紧力的影响 。
与TA法相比,SPA法的主要优点是可以克服Ts中的扭矩误差,因此可以进一步提高拧紧精度 。
5.螺栓伸长法

QA法是通过测量螺栓的伸长量来确定是否达到屈服点的控制方法 。虽然每个螺栓的屈服强度不一致,也会给拧紧带来误差,但误差一般很小 。QA法中测量螺栓伸长量的方法一般是超声波测量,超声波的回波频率随着螺栓伸长量的增加而增加,所以一定的回波频率代表一定的伸长量 。就是图中所示的QA方法原理 。由于超声波仪器测得的回波频率随螺栓拧紧(伸长量)和松开(伸长量减少量)的曲线在螺栓拧紧和松开时并不重合,所以同一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率 。这样在测量螺栓屈服点时就要注意了 。
6.扭矩斜率法
扭矩斜率法是以扭矩-角度曲线中扭矩斜率值的变化为指标来控制初始预紧力的方法 。在这种拧紧方法中,通常将螺栓的屈服拧紧轴向力作为控制初始预紧力的目标值 。这种拧紧方法一般用在螺栓的初始预紧力分散较小,能最大限度地利用螺栓强度的场合 。但这种拧紧方法对初始预紧力的控制与塑性区转角法基本相同,需要严格控制螺栓的屈服点 。与塑性区转角法相比,该方法在螺栓的塑性方面较少出现重复使用等问题,具有一定的优势 。然而,紧固工具更加复杂和昂贵 。

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