Tighteningtheory-cn.ppt

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1、MHK/MP-IW/BRC-SE-P.1AUTOMATIONINDUSTRIAL可以在不破坏的情况下松开螺栓较高的恒定夹紧力可靠地达到夹紧力需求值不会由于运转中受力而松开螺栓紧固的要求螺栓紧固的要求拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.2AUTOMATIONINDUSTRIAL拧紧要素拧紧要素扭矩夹紧力头部下方摩擦力沉降力螺纹摩擦力拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.3AUTOMATIONINDUSTRIAL摩擦的影响摩擦的影响螺纹摩擦力大约占 30%.40%头部下方摩擦力大约占 40%.50%夹紧力头部下方及螺纹的摩擦力会影响夹紧力，例如当采

2、用扭矩控制拧紧方法时，高达90%摩擦损失将会产生拧紧扭矩拧紧扭矩100%大约10%拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.4AUTOMATIONINDUSTRIAL影响夹紧力的因素影响夹紧力的因素拧紧基本理论拧紧基本理论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 夹紧力过低或过高夹紧力过低或过高 表面粗糙表面粗糙 螺丝质量差螺丝质量差 材料不合适材料不合适 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

3、系数不同 螺栓接合尺寸错误螺栓接合尺寸错误MHK/MP-IW/BRC-SE-P.5AUTOMATIONINDUSTRIAL扭矩控制式拧紧方式下装配夹紧力的变化扭矩控制式拧紧方式下装配夹紧力的变化 拧紧轴扭矩最大、摩擦力最小 FM max拧紧轴扭矩最小、摩擦力最大 FM min 对以下过程安全:for G and K=0,14 扭矩扭矩 Nm 10080 TA maxTA min402000 10 20 30 40 50 60 70 FM kN TA FM()FM max FMFM min for G and K=0,10 21拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.6AU

4、TOMATIONINDUSTRIAL拉伸载荷图拉伸载荷图(VDI 2230)拧紧基本理论拧紧基本理论FMfSM伸长fPM缩短FM 夹紧力fSM 螺丝的延伸力fPM 材料的压紧力(材料压缩时)MHK/MP-IW/BRC-SE-P.7AUTOMATIONINDUSTRIAL施加作用力时施加作用力时拉伸载荷图拉伸载荷图(VDI 2230)拧紧基本理论拧紧基本理论FMfSMfPMFSAFPAFAFKRFSfSA=fPAFM 夹紧力fSM 螺丝的延伸力fPM 材料的压紧力(材料压缩时)fSA 施加作用力fPA 减少的压紧力FA 轴向螺纹力FS 总载荷(夹紧力 和操纵力)FPA 轴向力，除去夹紧部分FKR

5、 残余夹紧力FSA 操纵力MHK/MP-IW/BRC-SE-P.8AUTOMATIONINDUSTRIAL有沉降影响时有沉降影响时负载曲线负载曲线(VDI 2230)拧紧基本理论拧紧基本理论fSMfPMFZFVFMfZfSM 螺丝的延伸力fPM 材料的压紧力(材料压缩时)fz 由于沉降影响而减少的力FM 夹紧力FZ 夹紧力值FV 残余夹紧力MHK/MP-IW/BRC-SE-P.9AUTOMATIONINDUSTRIAL夹紧力与扭矩之间的函数关系夹紧力与扭矩之间的函数关系(来自来自VDI 2230)拧紧扭矩拧紧扭矩 T%夹紧力夹紧力 FV%Al Mg Si 0,5St 37 K drawnSt

6、37 K milledCk 65 groundGG grey cast iron,planed拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.10AUTOMATIONINDUSTRIAL拧紧方法和拧紧设备对螺栓接合的影响拧紧方法和拧紧设备对螺栓接合的影响拧紧基本理论拧紧基本理论拧紧系统控制和测量电子仪器工具拧紧方式T因数螺栓质量螺纹长度最大夹紧力屈服点角度控制扭矩控制，角度监视扭矩限制扭矩限制冲击螺母扳手截止式螺母扳手MHK/MP-IW/BRC-SE-P.11AUTOMATIONINDUSTRIAL 扭矩控制式 (1)拧紧方法概述拧紧方法概述 屈服点控制式 (2)角度控制式 (3

7、)拧紧基本理论拧紧基本理论扭矩扭矩 Nm 角度角度 TF:A(3)(2)TF:T(1)GMHK/MP-IW/BRC-SE-P.12AUTOMATIONINDUSTRIAL扭矩控制式拧紧方法扭矩控制式拧紧方法 扭矩控制，角度监控 测量容易 使用标准螺丝 螺丝可重复使用 紧固错误易检查 应用实例 传动装配 管道 机轮装配拧紧基本理论拧紧基本理论TTA0A-A+T-T+TF:T扭矩扭矩 Nm 角度角度 MHK/MP-IW/BRC-SE-P.13AUTOMATIONINDUSTRIAL屈服点控制式拧紧方法屈服点控制式拧紧方法 屈服点控制，扭矩/角度监控 摩擦影响最小 夹紧力变化较小 螺丝重复使用有限

8、应用实例 ABS装配 轮毂装配 磁盘飞轮装配拧紧基本理论拧紧基本理论A-A+T-T+G TTA0扭矩扭矩Nm 角度角度GMHK/MP-IW/BRC-SE-P.14AUTOMATIONINDUSTRIAL屈服点拧紧的要求屈服点拧紧的要求 紧固必须是专门为屈服点拧紧设计的 螺栓能达到塑性延伸 螺栓头和螺纹的材料不允许变形 螺纹摩擦必须明显小于头部下方的摩擦 工件和主轴安装必须稳定 不允许出现粘滑 参数的调节必须基于拧紧测试（长度测量）拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.15AUTOMATIONINDUSTRIAL角度控制式拧紧方法角度控制式拧紧方法 角度控制，扭矩监控 摩

9、擦影响最小 夹紧力摩擦较小 螺丝不可重复使用 应用实例 气缸盖装配 卡钳装配拧紧基本理论拧紧基本理论T+T-A-A+A0TT 扭矩扭矩 Nm 角度角度 TF:AMHK/MP-IW/BRC-SE-P.16AUTOMATIONINDUSTRIAL角度计算 Aact.=A1-(A2-A1)例：Aact.=90-(91.6-90)Aact.=88.4在运行程序中的显示：“连续角度显示”通过一个真实角度的物理显示角度修正的定义的界定放宽角度修正的定义的界定放宽A1 实际扭矩对应的角度(Tact.)Aact 达到Ts 后的角度 (拧紧结束后)Aact.A1A2889092扭矩扭矩Nm角度角度TSTact.

10、拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.17AUTOMATIONINDUSTRIAL 描述多阶段拧紧方法概述多阶段拧紧方法概述 通过菜单驱动程序，可以自由地生成拧紧序列应用中可以方便地调整拧紧序列各种标准拧紧方法的结合在拧紧的各阶段可以自如地定义监控标准拧入拧入准备准备拧紧拧紧角度角度 扭矩扭矩Nm拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.18AUTOMATIONINDUSTRIAL 描述螺纹切削拧紧方法螺纹切削拧紧方法“准备”阶段，扭矩控制“切削”阶段，角度控制“拧入”阶段，扭矩控制“拧紧“阶段，扭矩控制 角度控制 应用实例 与有金属垫片的螺孔的螺栓

11、接合 准备准备拧入拧入拧紧拧紧切削切削扭矩扭矩Nm角度角度 拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.19AUTOMATIONINDUSTRIAL 描述带深度控制的拧入带深度控制的拧入 带深度控制的”拧入“(外部切断信号)，监控拧入扭矩或最终扭矩 应用实例 校准螺丝的拧入 双头螺栓的拧入拧紧基本理论拧紧基本理论错误的拧入错误的拧入拧入拧入外部信号外部信号扭矩扭矩Nm 角度角度 MHK/MP-IW/BRC-SE-P.20AUTOMATIONINDUSTRIAL拆除拆除拧紧拧紧 1 描述螺纹损坏的识别螺纹损坏的识别”拧紧1“，扭矩控制 应用实例采用粗糙及脆性材料的场合 拆除，角

12、度控制，扭矩监控”拧紧2“，扭矩、角度或屈服点控制 (识别划痕)拧紧拧紧 2错误的拧紧错误的拧紧(例如例如.损坏的螺纹损坏的螺纹通过通过“划痕划痕“)扭矩扭矩Nm角度角度 拧紧基本理论拧紧基本理论拧入拧入MHK/MP-IW/BRC-SE-P.21AUTOMATIONINDUSTRIAL 描述截止和锁紧螺母的拧紧截止和锁紧螺母的拧紧“准备”阶段，扭矩控制 应用实例 截止和锁紧螺母或者 压紧螺丝的拧紧“拧入”阶段，角度控制，扭矩监控“拧紧”阶段，扭矩、角度、屈服点控制准备准备拧紧拧紧拧入拧入角度角度扭矩扭矩Nm 正常螺母的正常螺母的扭矩曲线扭矩曲线拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC

13、-SE-P.22AUTOMATIONINDUSTRIAL拧紧拧紧 1 描述拆卸后再宁静方法，拆卸后再宁静方法，为了减少沉降影响为了减少沉降影响”准备“阶段，扭矩控制 应用实例 塑性外壳的元件或者打蜡的元件，金属片元件的拧紧“拧紧1“阶段，扭矩控制”拧紧2“阶段，扭矩控制“拆卸“，角度控制拆卸拆卸准备准备拧紧拧紧 2 扭矩扭矩Nm角度角度 拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.23AUTOMATIONINDUSTRIAL拆卸拆卸拧紧拧紧 1描述自攻螺钉的放松与拧紧过程自攻螺钉的放松与拧紧过程拧紧拧紧 2拧入拧入扭矩扭矩Nm角度角度“拧紧 1“阶段，扭矩控制(螺纹切削)拆卸

14、，扭矩控制，扭矩监控”拧紧2“阶段，扭矩、角度或屈服点控制应用实例增加自攻螺钉的预张力拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.24AUTOMATIONINDUSTRIALu 可能的返工步骤：例：拧紧过程中可能引起误差的原因拧紧过程中可能引起误差的原因 更换螺钉 返工 纠正操作来发现误差TSA0T+TF:TA-A+扭矩扭矩 Nm 角度角度T-OK螺钉已被拧紧螺钉已被拧紧 螺钉过长螺钉过长(里端闭合的孔里端闭合的孔)发现误差发现误差拧紧时拧紧时Rpm过高过高错误的螺钉质量错误的螺钉质量(旋入角度控制旋入角度控制)螺丝被锁死螺丝被锁死错误的螺钉质量错误的螺钉质量(扭矩控制扭矩控

15、制)拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.25AUTOMATIONINDUSTRIALTI准备准备u 描述拧紧监控拧紧监控“准备“阶段，扭矩控制u 应用实例 自切断的米制螺丝的监控“拧入“阶段，扭矩控制，角度监控扭矩扭矩Nm角度角度 T+T-拧入拧入(例如：例如：螺纹切断螺纹切断)TITURIRU拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.26AUTOMATIONINDUSTRIALu 描述粘滑运动粘滑运动 识别识别 计算最高扭矩，在峰值切断粘滑运动u 应用实例 粗糙或漆制的表面 (例如：机轮装置)关闭开关关闭开关扭矩峰值扭矩峰值 TNmATStick

16、Slip拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.27AUTOMATIONINDUSTRIALTSA0自攻螺丝的拧紧自攻螺丝的拧紧 带相应的截断点u拧紧过程 1 TF:进入(深度)或角度 MF:扭矩u 拧紧过程 2 TF:Trel MF:Trel (相应扭矩)MF:T+(紧急闭合)MF:Au 自攻螺丝扭矩不是用来拧紧的预紧力与自攻螺丝扭矩是无关的高度的过程可靠性TSFT+Trel拧紧步骤拧紧步骤 2 TF:TrelTrel+Trel-A+A-拧紧步骤拧紧步骤 1TF:A扭矩扭矩Nm角度角度拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.28AUTOMATION

17、INDUSTRIAL扭矩扭矩Nm角度角度 拧紧过程拧紧过程 第第1 阶段阶段拧紧过程拧紧过程 第第2 阶段阶段AV+AV-TF:A AV+AV(1)(2)AV(3)拧紧基本理论拧紧基本理论 描述 平均值监控，例如 旋转角度，时间控制 阶段结束时整个角度旋转范围内进行AV 峰值监控 (1)实际值 AVmax (2)实际值 AVmin 阶段结束时进行AV 平均值监控 (3)实际值 AV_测量平均值测量平均值 带带 AV 和和AV 监控监控 _MHK/MP-IW/BRC-SE-P.29AUTOMATIONINDUSTRIAL过程从扭矩梯度达到阈值时提督监控开始运作(TTG)梯度值（指 G-和G+极限

18、）的连续对比如果超过极限，拧紧停止(若MFG=开关)梯度监控梯度监控 角度角度扭矩扭矩 Nm A T描述拧紧过程中G值的连续计算 G=T ATTG拧紧阶段拧紧阶段 1 带带 MFG拧紧阶段拧紧阶段 2 带带 MFGG+G-拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.30AUTOMATIONINDUSTRIALDIN 2862 摘要摘要指示目标指示目标u 对拧紧案例进行分类对拧紧案例进行分类 A 类 对生命及四肢造成直接或间接伤害 B 类 车辆故障 C 类 造成客户不满u为拧紧工具和拧紧系统确定最低要求为拧紧工具和拧紧系统确定最低要求 A 类 对控制和监控参数进行直接测量（例如 T，A)B 类 上述参数中至少有一个通过直接测量得到 C 类 控制和监控参数可以间接得到 对A类和B类进行监控(例如：校准，自检测，cmk 测量等等)u 为发现错误的最低精确度要求为发现错误的最低精确度要求 发现错误(例如：OK/NOK，说明文档，系统检查)拧紧基本理论拧紧基本理论MHK/MP-IW/BRC-SE-P.31AUTOMATIONINDUSTRIAL谢谢！谢谢！E拧紧基本拧紧基本理论理论