工具拧紧基础

Date：2014年8月28日工具拧紧基础AssemblySolution2装配工具和设备气动工具电动拧紧机气动油压脉冲工具电动拧紧机气动离合器工具AssemblySolution3工件的连接基础——硬连接扭矩TLTHTC门槛扭矩27°As角度转角小于30°斜率较高在到达最终扭矩之前旋转自如扭矩快速增加举例：发动机飞轮；火花塞金属与金属的连接AssemblySolution430°A1TLTHTC门槛扭矩720°A0As角度工件的连接基础——软连接转角大于720°斜率较低在到达最终扭矩之前旋转一定的角度。从门槛扭矩到最终扭矩转动超过720°举例：带有垫片；O形圈等发动机缸盖；油底壳扭矩AssemblySolution5ISO5393国际标准硬连接、软连接测试AssemblySolution6主导扭矩连接在达到最终扭矩前的一种较大扭矩有可能是硬连接或软连接举例：自攻螺纹；螺纹切割自锁螺栓；损坏螺纹主导扭矩门槛扭矩THTCTLALAHAssemblySolution7扭矩控制动态扭矩：当使用动力工具拧紧螺栓时测量到的扭矩最大值。对于在装配中进行统计控制的首选、最准确的测量。静态扭矩：扭矩值存在于螺栓上，不需旋转螺栓。仅用于有最小扭矩要求的应用。AssemblySolution8扭矩控制主导预扭矩该扭矩不会对最终夹紧力有影响。残留扭矩在拧紧方向继续拧紧螺栓，这时测出的扭矩有较大的测量误差。AssemblySolution9动态扭矩、静态扭矩静态扭矩峰值角度,q动态测量时的残留扭矩扭矩,T最终扭矩门槛扭矩转动角度2°-4°AssemblySolution10螺纹摩擦力夹紧力螺帽摩擦力扭矩螺帽摩擦力-55%螺纹摩擦力-35%夹紧力-10%扭矩的损耗AssemblySolution11拧紧曲线扭矩上限扭矩下限合格窗口角度下限角度上限门槛扭矩主导扭矩dTdTorqueGradientJointRateq扭矩(夹紧力)角度,q目标扭矩螺栓屈服点塑性变形区弹性变形区AssemblySolution12自由拧紧自由拧紧：在螺栓头/螺母与接触面没有接触之前。塑性变形/屈服点塑性变形/屈服点：螺栓永久变形或螺纹、连接和垫片达到屈服点。弹性夹紧弹性夹紧:扭矩/角度斜率均匀，工具将能量传递给装配件。门槛扭矩门槛扭矩:螺栓和与连接面对正后拧紧曲线AssemblySolution13kdPT扭矩控制扭矩上限扭矩下限扭矩(夹紧力)角度,q目标扭矩门槛扭矩AssemblySolution14角度控制kdPT360pFpq角度下限角度上限门槛扭矩扭矩（夹紧力）角度,q角度控制值AssemblySolution15屈服点控制扭矩斜率最大值的50%扭矩斜率变化曲线螺栓屈服点扭矩扭矩（夹紧力）角度,qAssemblySolution16拖动力矩AssemblySolution17再扭矩控制•初始拧紧•第一个再扭矩•第二个再扭矩•第三个再扭矩•在初始拧紧后，目标扭矩又重新施加，同时也在测量达到扭矩所转的角度。•如果测量的角度大于预先选择的再扭矩角度，再扭矩就会在重复一遍，知道达到10次再扭矩。•一旦再扭矩的角度大于预先设定的角度，再扭矩拧紧完成。AssemblySolution18斜率检测功能，单斜率、双斜率监测AssemblySolution19由于工具在所有连接条件下测试精度很难，所以发展出动力工具的测试标准，标准中定义了和可控的测试条件环境。最具有影响力的测试标准：ISO5393国际标准：动力工具拧紧螺栓性能测试方法。这个标准是基于福特气动工具测试标准。Homologation欧盟测试标准：欧盟OEM的最新测试标准Homologation是指产品的认证或它的技术指标达到规定的标准（homologate是指官方正式批准或确认）认证，ISO5393国际标准&Homologation欧盟标准AssemblySolution20认证，ISO5393和Homologation指标HARDJOINT硬连接SOFTJOINT软连接CAPABILITY能力指数ISO5393测试的连接从测试扭矩的10%-100%螺栓所转的角度为27°（总计30°）从测试扭矩的10%-100%螺栓所转的角度为650°（总计720°）综合平均扭矩的综合扭矩分散度A≤5%,B≤10%,C≤20%（老的福特分级）ISO5393测试的扭矩规定的平均扭矩水平在软连接情况下也可以达到HOMOLOGATION测试的连接30°±5°360°±15°对于二种测试连接*设备的能力指数Cm&Cmk≥1.67Cm=工差6sCmk=最近的UCL&LCL–均值3sHOMOLOGATION测试的扭矩门槛扭矩为最大扭矩的20%测试目标扭矩为工具最大扭矩的60%门槛扭矩为最大扭矩的20%测试目标扭矩为工具最大扭矩的80%注：1.HOMOLOGATION的技术指标正在审核2.*各个设备厂家的公式会略有变化AssemblySolution21指软连接的平均扭矩值与硬连接的平均扭矩值的差别SoftJointHardJoint工件的连接基础——平均偏移AssemblySolution22拧紧机在测试过程中，测试工作频率200万次无故障QM系列拧紧机卓越的性能AssemblySolution23工具等级分类GuaranteedCapabilityRatingDurability(cycles)Ratinglessthan5%A1,000,00010lessthan10%B500,0005lessthan15%C250,0003lessthan20%D100,0001lessthan25%E00AssemblySolution24拧紧工具形式及特点价格重复能力堵转型离合器型气动传感器型±10%±10%±5%±15%$1,000$1,750$10,000±7½%$7,500$11,000直流电流控制直流传感器控制气动工具堵转型气动工具离合器型气动工具传感器型直流电动工具，电流控制直流电动工具，传感器控制测试精度基于ISO5393测试标准AssemblySolution25拧紧工具的精度•油压脉冲工具，精度±15%•自动断气离合器工具，•扭矩精度±7%••充电式拧紧枪，•扭矩精度±3%，角度精度±3°•电动拧紧机，扭矩精度±3%，角度精度±3°AssemblySolution26操作者的人机工程设计（反作用杆，工具重量，机械臂位置，使用频率）使用频率螺栓和驱动形式螺栓的接近性连接件的重要性数据采集扭矩大小投资额使用动力可维护性拧紧方法拧紧工具选择AssemblySolution27•可靠的螺栓连接取决于下面的因素：–螺栓的质量和形式–连接材料的一致性–使用的装配工具–装配方法和策略–操作者影响–摩擦系数的分散–连接件的可维修性•在设计产品的初始阶段就应选择工具和装配方式，这样是非常有效的拧紧工具选择综述AssemblySolution28扭矩测量•“标记法Back-to-the-Mark”准确度:高方便性/速度:低–将要返松的螺栓作出标记，再拧紧到原来的位置–真实检测动态拧紧扭矩–适合带有螺纹的场合–费时AssemblySolution29扭矩测量•“返松法Off-torque”准确度:低方便性/速度:中–测量返松的扭矩峰值–所测量的返松扭矩与拧紧扭矩的偏差较大AssemblySolution30•带响声手动扭矩扳手准确度:低方便性/速度:高–在拧紧过程中，当工具达到预设扭矩时发出响声–不是真正的检测方法—只是扭矩再复合的方法–只能保证所要检查的螺栓已经拧紧扭矩测量AssemblySolution31扭矩测量•扭矩手动扳手准确度:低方便性/速度:中–用工具测量直到操作者感觉到螺栓转动–在工具上指示的是峰值扭矩–操作者的经验和连接件的条件对结果有影响AssemblySolution32扭矩测量•扭矩/角度扳手带外部记录仪器准确度:较高方便性/速度:低–可以测量动态扭矩–设备笨重使用不方便AssemblySolution33扭矩测量•扭矩/角度力矩扳手带有动态扭矩监测算法准确度:高方便性/速度:高–真正测量动态扭矩，将螺栓旋转很小的角度2-4°AssemblySolution34•拧紧错误可由连接件，工具或操作者引起•这些错误典型表现为与正常拧紧的角度有很大的偏差•检测拧紧错误地最好方法是发现与正常角度的偏差•新一代直流无刷马达控制器，具备监视或控制角度对出现的错误报警在装配过程中的错误拧紧错误AssemblySolution35拧紧错误由下列方法判断:错误种类扭矩控制扭矩控制带角度监视屈服点控制带扭矩和角度监视螺栓太软（摩擦力低或高的情况）否是是螺栓太软（摩擦力一般情况)否通常否螺栓太硬否否螺纹错误(摩擦力高)否涂层/润滑错误摩擦力太低否是是是是是是AssemblySolution36拧紧错误Angle,qTorque,T盲孔，螺纹太浅EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTighteningCyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitAssemblySolution37拧紧错误Angle,qTorque,T没有完成的操作（工具停止太早）EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTighteningCyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitAssemblySolution38拧紧错误角度,q扭矩,T工件没有对齐拧紧完成后，扭矩/角度的记录：扭矩角度TighteningCycles扭矩上限扭矩下限角度上限角度下限AssemblySolution39拧紧错误Angle,qTorque,T螺纹损坏EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTighteningCyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitAssemblySolution40Angle,qTorque,T连接件问题拧紧错误EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTighteningCyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitAssemblySolution41Angle,qTorque,T螺纹滑牙拧紧错误EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTighteningCyclesTorqueHighLimitTorqueLowLimitAngleHighLimitAngleLowLimitAssemblySolution42Angle,qTorque,T拧紧错误EffectonTorque/AngleEndofCycleData:TorqueAngleTighteningCyclesTorqueHighLimitAngleHighLimitAngleLowLimitTorqueLowLimitAllfinalcycledataisgood工件变形案例分析AssemblySolution44客户:某发动机制造公司问题:缸盖漏气分析:•拧紧方式:使用冲击扳手预拧紧,使用手动力矩扳手拧紧到14Kg.m.•检测方法：使用电动拧紧机将螺栓拧紧到屈服点，然后使用ETW-A手动扳手转动4度后测出实际的最终扭矩，分别测出二种发动机的螺栓扭矩•发现：螺栓的屈服点在扭矩值为13.5Kg.m•其它影响：考虑摩擦力的影响因素，达到屈服点的扭矩约为11Kg.m.(安全系数为0.81)使用IRETW-A力矩扳手实例AssemblySolution45结