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《扭矩與擰緊技術(shù)原理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、扭矩與擰緊技術(shù)原理一擰緊的基本概念擰任何機(jī)體均是由多種零件連接即組裝起來的而零件的連接有多種采用螺栓連接就是其中最常用的一種而欲采用螺栓連接就必須應(yīng)用擰緊因而這擰緊也就成了裝配工作中應(yīng)用得極為廣泛的概念零件采用螺栓連接的目的就是要使兩被連接體緊密貼合并為承受一定的動(dòng)載荷還需要兩被連接體間具備足夠的壓緊力以確保被連接零件的可靠連接和正常工作這樣就要求作為連接用的螺栓在擰緊后要具有足夠的軸向預(yù)緊力即軸向拉應(yīng)力然而這些力的施加也都是依靠擰緊來實(shí)現(xiàn)的因而我們很有必要了解一些有關(guān)擰緊的基本概念一．螺栓擰緊的基本
2、概念1．?dāng)Q緊過程中各量的變化在螺栓擰緊時(shí)總體的受力情況是螺栓受拉連接件受壓但在擰緊的整個(gè)過程中受力的大小是不同的見圖1屈服大體上分為下述幾個(gè)階段FT⑴在開始擰緊時(shí)由于螺栓未靠座故壓緊力F為零斷T但由于存在摩擦力故扭矩T保持在一個(gè)較小的數(shù)值裂⑵當(dāng)靠座后Z點(diǎn)真正的擰緊才開始?jí)壕o力F和擰F矩T隨轉(zhuǎn)角A的增加而迅速上升AZ⑶達(dá)到屈服點(diǎn)螺栓開始朔性變形轉(zhuǎn)角增加較大而壓圖1緊力和扭矩卻增加較小甚至不變⑷再繼續(xù)擰緊力矩T和壓緊力F下降直至螺栓產(chǎn)生斷裂2．力矩率力矩率R所表示的是力矩增量△T對(duì)轉(zhuǎn)角△A的比值見圖2即R
3、＝△T△A1TTΔTΔAAA圖2圖3硬性連接的R值高軟性連接的R值低R值與螺栓的長(zhǎng)度連接中各件之間的摩擦以及連接件墊圈的彈性有關(guān)摩擦系數(shù)的變化是影響力矩率的主要因素此外再加上墊圈密封墊片等引起的彈性變化裝配線上同樣螺紋連接之間的力矩率變化可能超過百分之百這樣力矩轉(zhuǎn)角的曲線就可能落在圖3斜線中的任何位置Fμ0μ013．摩擦與力矩對(duì)壓緊力的影響μ02從圖4中可見同一力矩T值而由于摩擦系數(shù)μ值的不同壓緊力F可能相差很大所μ03以摩擦系數(shù)μ對(duì)壓緊力F的影響是非常大μ04的這里的摩擦系數(shù)主要是指螺紋接觸面μ05
4、螺栓與被連接件支撐面間的摩擦系數(shù)T圖4裝配工作按精度等級(jí)分為三類安全等級(jí)質(zhì)量等級(jí)客戶定義等級(jí)測(cè)量擰緊效果T我們能夠測(cè)量的是扭矩T張力剪切力剪切力FFFF抗張力我們想要得到的是夾緊力F張力螺拴與連接件的關(guān)系螺拴和連接的變形螺栓連接的變形關(guān)系軸向工作載荷的影響通過螺紋產(chǎn)生夾緊力把連接件夾緊旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長(zhǎng)螺桿伸長(zhǎng)產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊我們需要的是連接件中的夾緊力施加的扭矩并不象夾緊力那么簡(jiǎn)單力F力臂L扭矩M螺栓旋轉(zhuǎn)的越多得到的扭矩越大但是夾緊力1090的扭矩被摩擦力消耗螺紋副中的摩擦了40只
5、有10的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力螺栓頭下表面的摩擦力50夾緊力與摩擦力的關(guān)系夾緊力與摩擦力的關(guān)系通常的情況通常的情況螺栓頭下摩擦力螺紋副中摩擦力螺栓頭下摩擦力螺紋副中摩擦力105040105040在螺栓頭支承面下加潤(rùn)滑油在螺栓頭支承面下加潤(rùn)滑油螺栓頭下摩擦力螺紋副中摩擦力夾緊力螺栓頭下摩擦力螺紋副中摩擦力夾緊力154540154540螺紋副中有缺陷如雜質(zhì)磕碰等螺紋副中有缺陷如雜質(zhì)磕碰等螺栓頭下摩擦力螺紋副中摩擦力螺栓頭下摩擦力螺紋副中摩擦力5504555045一定要確保施加的扭矩達(dá)到最小需要扭矩一定要確保施加
6、的扭矩達(dá)到最小需要扭矩夾緊力一定要高于外部載荷安全余量載荷的影響因素–振動(dòng)–摩擦力的變化–連接件尺寸變化–擰緊精度施加的扭矩不要超過使用極限螺栓連接件的特性施加的扭矩過大會(huì)使螺扭矩夾緊力栓過度伸長(zhǎng)屈服強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度極限安全余量取決于–擰緊精度–材料等級(jí)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角螺栓連接件的特性抗拉強(qiáng)度屈服特性應(yīng)力Nmm2抗拉強(qiáng)度失效抗拉應(yīng)力851008800Nmm250屈服應(yīng)力彈性區(qū)域80008640Nmm2拉伸度螺栓標(biāo)識(shí)系統(tǒng)生產(chǎn)商第一個(gè)數(shù)1100的最小抗拉強(qiáng)度Nmm2100×8800Nmm2第二個(gè)數(shù)屈服強(qiáng)度與最小抗
7、拉強(qiáng)度之間的關(guān)系0880兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力80008640Nmm2公制螺紋彈性變軟會(huì)影響夾緊力Time材料彈性松弛變軟會(huì)使夾緊力衰減內(nèi)部分析平均加載80屈服如我們恰巧看到螺紋與支承面連接表面我們注意此處壓痕非常高因?yàn)槁菟ㄉ扉L(zhǎng)遠(yuǎn)端出現(xiàn)屈服以及這些區(qū)域出現(xiàn)崩潰而使夾緊力減少二螺栓擰緊的方法擰緊實(shí)際上就是要使兩被連接體間具備足夠的壓緊力反映到被擰緊的螺栓上就是它的軸向預(yù)緊力即軸向拉應(yīng)力而不論是兩被連接體間的壓緊力還是螺栓上的軸向預(yù)緊力在工作現(xiàn)場(chǎng)均很難檢測(cè)也就很難予以直接控制因而人們采取了下述幾種方法予以間
8、接控制1扭矩控制法T扭矩控制法是最開始同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的控制方法它是當(dāng)擰緊扭矩達(dá)到某一設(shè)定的控制值Tc時(shí)立即停止擰緊的控制方法它是基于當(dāng)螺紋連接時(shí)螺栓軸向預(yù)緊力F與擰緊時(shí)所施加的擰緊扭矩T成正比的關(guān)系它們之間的關(guān)系可用T＝KF2來表示其中K為扭矩系數(shù)其值大小主要由接觸面之間螺紋牙之間的摩擦阻力Fμ來決定在實(shí)際應(yīng)用中K值的大小常用下列公式計(jì)算K0161p0585μd025μDD32ei其中p為螺紋的螺距μ為綜合摩擦系數(shù)d2為螺紋的中徑D為支承面的有效外徑D為
