拧紧知识培训课件.ppt
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- 拧紧 知识 培训 课件
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1、T主要内容 螺纹副基本知识 汽车常用螺纹副类型 螺纹强度(等级及标记)螺纹拧紧原理及控制 螺纹拧紧原理 拧紧力矩控制方法 拧紧力矩的管理基础 拧紧工具的选择 拧紧检具及检测方法 拧紧力矩的影响因素 螺纹松弛分类、原因及防松措施一.螺纹副基本知识 1.1.汽车常用螺纹副类型汽车常用螺纹副类型 2.螺纹强度(等级及标记)1-1 汽车常用螺纹副类型u 螺纹连接是机械零部件之间结合的最常用方式之一 与铆接、焊接等结合方式相比,具有装配与维修的 方便性,也是标准化程度最高的机械零件。汽车常用螺纹紧固件主要包括:汽车常用螺纹紧固件主要包括:螺栓、螺柱、螺钉、螺母、螺钉、螺塞、弹簧垫圈、平垫圈、锯齿垫圈 扩
2、口式管接件、卡套式管接头体、锥形管接头体等。一.螺纹副基本知识 1.汽车常用螺纹副类型 2.2.螺纹强度(等级及标记)螺纹强度(等级及标记)1-2 螺纹强度(等级及标记)国产螺纹的性能等级一般有:3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9。螺栓4T5T6T7T8T9T10T螺母4T6T8T注:进口标准件(日/韩)螺纹标记的含义:螺纹标记的含义:1)8 8 第一个数:表示公称抗拉强度的 1/100 (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
3、:800*0.8=640 N/mm2 2)BUFO:表示生产商3)M:表示公制螺纹抗拉应力:抗拉应力:1001008=800 8=800 N/mmN/mm2 2屈服应力:屈服应力:8008000.8=640 0.8=640 N/mmN/mm2 2应力应力 N/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80%抗拉强度抗拉强度/屈服:屈服:性能性能等级等级材料和热处理材料和热处理化学成分化学成分%回火温回火温度度C CP PS SB Bminminmaxmaxmaxmaxmaxmaxmaxmaxminmin3.63.6碳 钢0.20.050.060.0034.84.80.555.
4、85.86.86.88.88.8低碳合金钢(如硼、锰、铬)0.150.40.0350.0350.003425淬火并回火或中碳钢淬火并回火0.250.5510.910.9中碳钢淬火并回火0.250.550.0350.0350.003425或低、中碳合金钢(如硼、锰、铬)0.2淬火并回火或合金钢淬火并回火0.212.912.9合金钢淬火并回火0.280.50.0350.0350.003380材料标准:材料标准:等级性能:等级性能:N/mm23932282322HRBHRB(min)min)898279716752HRBHRB(min)min)4439373432HRCHRC(maxmax)99.5
5、95HRBHRB(maxmax)洛氏硬度洛氏硬度HRHR89101212202225minmin伸长率伸长率%1100940720660640480420300340240190minmin1080900720640640480400300320240180公称公称12001000900800600500400300N/mm2N/mm2公称抗拉强度公称抗拉强度12.912.910.910.99.89.88.8 8.8 d168.8 8.8 d166.86.85.85.85.65.64.84.84.64.63.63.6机械物理性能机械物理性能屈服点屈服点 屈服强度屈服强度等级性能:等级性能:种类
6、种类抗拉强度抗拉强度 KgfKgf/mm/mm硬度硬度4T4T4040HRB 7097HRB 70977T7T7070HRC 2028HRC 20289T9T9090HRC 2834HRC 2834种类种类抗拉强度抗拉强度 KgfKgf/mm/mm硬度硬度4.64.64.84.84040HRB 6795HRB 6795HRB 7195HRB 7195无无9.89.89090HRC 2837HRC 2837日日/韩标准韩标准对应中国标准对应中国标准螺栓强度计算:螺栓强度计算:P PO O=S S A AS S 其中:S 螺纹紧固件的屈服强度,N/mm2 A S 螺纹部分有效面积,mm2 螺纹直径
7、螺纹直径粗牙螺纹粗牙螺纹细牙螺纹细牙螺纹螺距螺距面积面积螺距螺距面积面积M6M6120.1M8M81.2536.6139.2M10M101.558164.51.2561.2M12M121.7584.31.2592.11.588.1M14M1421151.5125M16M1621571.5167M18M182.51921.5216M20M202.52451.5272M22M222.53031.5333M24M2433532384M27M2734592496附表:螺纹有效面积AS二.螺纹拧紧原理及控制 1.1.螺纹拧紧原理螺纹拧紧原理 2.拧紧力矩控制方法 2-12-1 螺纹拧紧原理 螺纹原理 螺
8、纹拧紧 螺纹紧固件中的受力情况 拧紧力矩和紧固轴力的关系 影响预紧力因素 紧固件拧紧的实质 螺纹原理螺纹原理 螺距外螺纹内螺纹以倾斜角的线,围绕圆柱或圆锥运动时,圆柱或圆锥上就形成了螺旋线。沿着螺旋线产生的沟漕和突起物就是螺纹。圆柱的外侧螺纹叫外螺纹。圆柱的内侧螺纹叫内螺纹。螺纹是内、外一组同时使用的。螺纹主要参数螺纹主要参数 螺距螺距P:相连两个螺纹顶尖的距离。导距导距L:螺纹旋转一周时,螺纹上一点沿轴线方向前进的距离。注:一条螺旋线产生的螺纹叫单头螺纹,螺距与导距相等。两条或两条以上的等间隔的螺旋线产生的螺纹叫多头螺纹。导距=n螺距螺纹主要参数螺纹主要参数 米制螺纹内螺纹外螺纹螺纹有效直径
9、螺纹有效直径:螺纹拧紧螺纹拧紧 拧紧是用螺栓、螺母把零件连接起来,不能松动松动。为了不让其松动,必须在螺栓上施加一个叫“轴向力”的适当拉力(拧紧力)拉力(拧紧力)。实际作业中,因为直接测量轴向力困难,所以螺栓、螺母拧紧时,用实际作业中,因为直接测量轴向力困难,所以螺栓、螺母拧紧时,用“扭矩扭矩”代替。代替。我们施加扭矩T我们将得到夹紧力FTFFFF拧紧作用拧紧作用 部件连接部件连接夹紧力夹紧力 螺纹紧固件中的受力情况螺纹紧固件中的受力情况 螺纹紧固件受力分析:螺纹紧固件受力分析:张力(轴力张力(轴力)F夹紧力剪切力剪切力张力(轴力)张力(轴力)F支承面摩擦力支承面摩擦力Fw螺纹副摩擦力螺纹副摩
10、擦力Fs剪切力剪切力剪切力剪切力张力张力张力张力这这必须必须避免避免!所施加的扭矩和夹紧力之间的关系:所施加的扭矩和夹紧力之间的关系:10%10%当对螺母施加力时,将产生力矩:T=F T=F r r 其中:其中:T Ta a=F =F 2r=2T 2r=2Tb b拧紧力矩的组成:拧紧力矩的组成:1)支承面摩擦力矩TW2)螺纹副摩擦力矩TST=Ts+Tw注:轴向力所产生的力矩为零。螺纹副摩擦力矩TS支承面摩擦力矩TW轴力轴力紧固轴力紧固轴力Ff(预紧力)的计算:(预紧力)的计算:其中,K:扭矩系数,与支承面粗糙度和润滑情况、螺纹副精度和润滑情况等有关。T=K Ff dFf=T/K d弹性区域内F
11、max弹性区FminKmaxKmin塑性区紧固力矩T紧固轴力Ff 拧紧力矩和紧固轴力的关系拧紧力矩和紧固轴力的关系 在采用同一扭矩紧固时:在采用同一扭矩紧固时:、摩擦系数上升,、摩擦系数上升,K K值变大,则预紧力值变大,则预紧力F Ff f不足不足、摩擦系数下降,、摩擦系数下降,K K值变小,则预紧力值变小,则预紧力F Ff f增大,可导致螺纹连接破坏失效。增大,可导致螺纹连接破坏失效。摩擦力润滑后的螺栓坏的螺纹普通紧固轴力 影响影响预紧预紧力(夹紧力)的因素力(夹紧力)的因素 螺纹的摩擦性能主要取决于:螺栓材质、制造精度、表面处理、实际装配工艺条件等。控制螺纹紧固轴力(预紧力),保证被连接
12、件所需的夹紧力。控制螺纹紧固轴力(预紧力),保证被连接件所需的夹紧力。夹紧力夹紧力需适中:1)过小夹不紧,被连接件容易松动;2)过大夹过紧,被连接件容易损伤,同时,也容易造成螺纹件的损坏。螺纹连接的可靠性主要取决于螺栓的轴向夹紧力,夹紧力通常只能通过控制拧紧扭矩或转角来实现。紧固件拧紧的实质紧固件拧紧的实质 1)轴向预紧力下限值:由连接结构的功能决定,此值必须保证被联接件在工作 过程中始终可靠贴合;2)轴向预紧力上限值:由螺栓(螺母)和被连接件的强度决定,此值必须保证 螺栓及被联接件在预紧和服役过程中不发生破坏。(如:螺栓拉长、拧断、脱扣、被联接件压陷/破裂等)轴向预紧力的确定轴向预紧力的确定
13、螺栓连接件的特性螺栓连接件的特性抗抗拉拉强强度度应变应变屈服点屈服点失效失效弹性区弹性区塑性区塑性区屈服强度屈服强度极限抗拉强度极限抗拉强度60%60%50%50%力矩取值?力矩取值?【关键工序:关键工序:7-10%7-10%;一般工序:一般工序:15%15%;特殊部位:特殊部位:3-5%3-5%】薄螺母?开槽螺母被联接件所需夹紧力 预紧力Ff 屈服预紧力Ff 确定扭矩目标值 螺纹选型紧固扭矩目标值确定紧固扭矩目标值确定1、确定被联接件的夹紧力 得出预紧力Ff2、预紧力Ff 螺纹选型(50-60%屈服预紧力)3、通过试验,测其表面及螺纹副状况下 K值4、根据公式计算目标扭矩:Tf=K Ff d
14、二.螺纹拧紧原理及控制 1.螺纹拧紧原理 2.2.拧紧力矩控制方法拧紧力矩控制方法 2-22-2 拧紧力矩控制方法 扭矩直接控制法扭矩直接控制法 扭矩控制扭矩控制 转角监控法转角监控法 扭矩扭矩+角度角度 控制法控制法 屈服点控制法屈服点控制法 螺栓长度法螺栓长度法 扭矩直接控制法扭矩直接控制法 利用扭矩值与预紧力的线性关系,只对 紧固扭矩(T)进行控制,操作简便。注:注:扭矩控制法受扭矩系数影响较大,90%以 上用于克服摩擦力,精度很低,一般使 用在非关键部位。扭矩直接控制法扭矩直接控制法扭矩扭矩时间时间扭矩扭矩=OKTminTmax例:轮胎螺栓拧紧要求为例:轮胎螺栓拧紧要求为 287-34
15、6Nm扭矩控制扭矩控制 工具工具 1 1)小扭矩()小扭矩(12Nm12Nm)一般采用电动枪或气动扭力螺丝刀一般采用电动枪或气动扭力螺丝刀 2 2)大扭矩)大扭矩 、风动定扭枪、风动定扭枪 (传感断气式、(传感断气式、油压脉冲、机械离合式油压脉冲、机械离合式 克服反作用力)等)等 、风动非定扭枪、风动非定扭枪 +喀哒扳手喀哒扳手 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f作 为指标对预紧力进行监控的控制方法。.20%N扭矩设定转角控制的起始点 .从起始点计算转角,同时记录扭矩 注:该方法装配精度高,可控制在5%以内,一般用于较高的装配部 位,抗松动、抗疲劳性能较
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