螺栓紧固扭矩衰减介绍
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扭矩衰减测试方法摘要:扭矩衰减测试是一种用于评估机械系统负载能力的重要方法。
本文将介绍扭矩衰减测试的概念、原理、步骤以及注意事项,以帮助读者更好地了解和应用这一测试方法。
一、引言在机械系统设计和维护过程中,评估系统的负载能力是非常重要的。
扭矩衰减测试作为一种常用的测试方法,能够直观地反映机械系统在负载作用下的性能表现,为系统设计和故障排除提供重要依据。
二、概念和原理扭矩衰减是指在机械系统承受一定负载时,输出扭矩逐渐减小的现象。
扭矩衰减测试通过测量机械系统在负载作用下的输出扭矩变化,以评估系统的负载能力和稳定性。
扭矩衰减测试的原理基于牛顿第二定律和扭矩传递原理。
在扭矩传递过程中,机械系统中的各个部件会受到力和扭矩的作用,导致扭矩的逐渐衰减。
通过测量系统的输入扭矩和输出扭矩,可以计算出扭矩衰减的程度,从而评估系统的负载能力。
三、测试步骤1. 准备测试设备:需要一台精确的扭矩传感器和测试装置,确保测试结果的准确性和可靠性。
2. 设置测试条件:根据具体的测试要求,确定测试负载、转速、测试时间等参数,并进行相应的设置。
3. 进行测试:将测试设备连接到待测试的机械系统上,启动测试装置,记录下系统的输入扭矩和输出扭矩的数值。
4. 分析测试结果:根据记录的数据,计算出扭矩衰减的程度,并进行相应的分析和评估。
如果扭矩衰减较大,说明系统负载能力较低;反之,说明系统负载能力较高。
5. 结论和建议:根据测试结果,给出相应的结论和建议,以指导后续的系统设计和维护工作。
四、注意事项1. 测试设备的准确性和可靠性对测试结果有重要影响,需要选择合适的设备并进行校准。
2. 测试条件需要根据具体的系统要求进行设置,确保测试的准确性和可重复性。
3. 在进行测试时,要注意安全事项,避免发生意外事故。
4. 在分析测试结果时,需要考虑系统的工作状态、使用环境等因素,以得出准确的评估结论。
5. 扭矩衰减测试只是评估系统负载能力的一种方法,还需要结合其他测试和分析手段进行综合评估。
螺栓拧紧残余扭矩测量方法盘点1 前言紧固件拧紧的本质是为了获取夹紧力,通过夹紧力,可以抵抗各种比如横向和轴向外载荷。
但由于夹紧力无法直接监控,最终拧紧的可靠性是通过扭矩监控的,所以通过有效的监控方法,检测紧固件拧紧后的残余扭矩,是判断紧固件拧紧可靠性的重要方法。
如下图所示,紧固件扭矩衰减一般是在瞬间就完成了60-70%的衰减。
对于任何连接,随着时间的推移,都会有一定程度的扭矩衰减,一般有以下两种情况中:粗糙的表面配合时造成的衰减和软连接中的扭矩衰减。
总之发生扭矩衰减的原因是多种多样,可以通过人、机、料、法、环等各角度去分析,目前螺丝君里该类资料很多,在此不多多说,但如何去有效监测拧紧后的残余扭矩呢?目前方法也很多,小编一一带各位了解下。
图1 扭矩衰减过程2 残余扭矩测试方法(1)再拧紧扭矩法具体做法:再拧紧扭矩法是在拧紧的螺栓上进一步拧紧较小的角度获得的静态扭矩到动态扭矩装化点的扭矩,拧紧的角度一般为10-15°。
优缺点:无需破坏连接副、操作便利、工具价格适中,可靠性强,目前该种方法在主机厂使用较为广泛。
如下图所示,为再拧紧扭矩法的测试方法和测试工具,常用的表盘扳手和数显扳手就可以满足,当然测试人员一般是需要经过专门培训的。
图2 再拧紧扭矩法测试过程如果对再拧紧扭矩不是太清楚,下图是通过记录扭矩和转角的曲线,先拧紧15°,再反松90°,下图中圈出的拐点位置即为对应点的再拧紧扭矩。
图3 再拧紧扭矩测试曲线那如何评判拧紧点的再拧紧扭矩是否合格呢?下面为经验数值:将拧紧点根据重要性分为A,B,C三种等级,A是涉及安全的拧紧点,B 是涉及是否会出现故障的拧紧点,C是一般普通的拧紧点。
测试推荐完成拧紧后的15-30min,对于A类和B类拧紧点,0.8*预拧紧扭矩≤再拧紧扭矩≤1.2*预拧紧扭矩对于C类拧紧点,0.7*预拧紧扭矩≤再拧紧扭矩≤1.2*预拧紧扭矩对于软连接点,0.5*预拧紧扭矩≤再拧紧扭矩≤1.2*预拧紧扭矩那何为软连接点,即拧紧副中含有塑料等较软,拧紧角度较大的连接点。
螺栓扭力衰减标准
螺栓扭力衰减标准是指在一定条件下,螺栓在紧固过程中扭力衰减的规定。
一般来说,螺栓在紧固过程中会产生扭力损失,这主要是由于摩擦、弹性变形、材料塑性变形等因素引起的。
为了保证螺栓的紧固效果和连接的可靠性,需要对扭力衰减进行限制。
具体的螺栓扭力衰减标准可以根据不同的国家、行业以及应用领域而有所不同。
一般来说,这些标准会规定螺栓的初始扭力和允许的最大扭力衰减值。
在使用螺栓进行紧固时,根据相应的标准进行扭力控制和检验,确保螺栓的紧固力在设定范围内。
此外,螺栓扭力衰减标准还可以包括螺栓安装时的涂抹剂类型、涂覆厚度、紧固方式等要求,以确保螺栓的紧固性能和持久性。
需要注意的是,螺栓的扭力衰减是一个复杂的过程,受到多种因素的影响,如材料、表面处理、使用环境等。
因此,在设计和使用时,还需要综合考虑这些因素,以确保螺栓的性能和功能的实现。
一、螺栓扭力衰减的概念
螺栓扭力衰减是指在螺栓紧固过程中,由于外力或其他原因,螺栓的扭力逐渐减小的现象。
这会导致螺栓的紧固力逐渐减小,从而影响螺栓的紧固效果和使用寿命。
二、螺栓扭力衰减的标准接受范围
目前,国内外对于螺栓扭力衰减的标准接受范围并没有统一的标准,一般根据使用环境和要求来进行评估。
然而,一般情况下,当螺栓扭力衰减率在10%以内时,可以视为正常现象。
而当螺栓扭力衰减率超过10%时,就需要考虑是否需要更换螺栓或者改变使用方法。
三、螺栓扭力衰减的解决方法
1. 选择合适的螺栓材料和规格。
在使用螺栓前,应该根据使用环境和要求选择合适的螺栓材料和规格。
这可以有效地提高螺栓的使用寿命,并降低螺栓扭力衰减的风险。
2. 正确的螺栓安装方法。
螺栓安装过程中,应该注意安装时的扭矩和螺纹深度等因素。
这可以减少螺栓在使用过程中的扭力衰减。
3. 定期检查和保养。
定期检查和保养螺栓可以发现问题,并及时解决,防止螺栓扭力衰减率超过10%。
螺栓扭矩衰减曲线在机械和建筑等领域中,螺栓是用来连接两个或多个部件的重要元件。
螺栓的扭矩衰减曲线是评估其性能和寿命的重要指标之一。
以下是螺栓扭矩衰减曲线的主要方面,包括初始扭矩、最终扭矩、扭矩衰减、温度影响、腐蚀影响、重复使用、表面处理和安装顺序。
1.初始扭矩初始扭矩是螺栓刚开始拧紧时所需的扭矩。
这个扭矩取决于螺栓的直径、长度、材质和表面处理等因素。
在一般情况下,初始扭矩可以通过试验或参考制造商提供的数据来确定。
2.最终扭矩最终扭矩是螺栓拧紧到预定位置所需的扭矩。
这个扭矩通常是根据连接部件的要求和螺栓的性能来设定的。
在拧紧螺栓时,最终扭矩可以通过使用扭矩扳手或电动螺丝刀等工具来测量和记录。
3.扭矩衰减螺栓的扭矩衰减是指随着时间的推移,螺栓所需的扭矩逐渐减小。
这个过程通常分为三个阶段:弹性阶段、塑性阶段和完全塑性阶段。
在弹性阶段,螺栓的扭矩衰减较快,而在塑性阶段和完全塑性阶段,扭矩衰减逐渐减缓。
4.温度影响温度变化对螺栓的扭矩衰减有显著影响。
当温度升高时,材料的弹性模量降低,螺栓的扭矩衰减加快。
相反,当温度降低时,材料的弹性模量增加,螺栓的扭矩衰减减慢。
因此,在极端温度条件下工作的螺栓需要特别关注其性能变化。
5.腐蚀影响腐蚀也会影响螺栓的扭矩衰减。
例如,氧化腐蚀会导致螺栓的表面硬度降低,从而影响其扭矩衰减性能。
此外,腐蚀还会导致螺栓的预紧力下降,进而影响其工作性能和使用寿命。
因此,对于在腐蚀环境中工作的螺栓,需要选择耐腐蚀的材料和表面处理方法。
6.重复使用重复使用会对螺栓的扭矩衰减产生影响。
在重复拧紧和松开螺栓的过程中,螺栓的表面会受到磨损和变形的影响,导致其性能下降。
因此,建议不要重复使用螺栓,尤其是在重要的连接部位。
7.表面处理表面处理可以改变螺栓的性能和寿命。
常见的表面处理方法包括镀锌、涂层和喷丸等。
这些方法可以提高螺栓的抗腐蚀性和耐磨性,从而延长其使用寿命。
选择合适的表面处理方法需要根据使用环境和工况来确定。
螺栓预紧力衰减预测
预紧力衰减预测是指在某一预定的紧固工件完成后,可以使用一定的方法来测量和预测其所受的预紧力的衰减量。
一般来说,这种预紧力衰减预测方法主要适用于机械产品和装备的螺栓连接,它根据不同的加载模式,如外力或温度作用,利用特定的软件程序,根据螺栓的材料、夹紧长度和其他参数可以计算出预期的预紧力衰减量。
螺栓断裂和预紧力衰减之间的关系是十分重要的,因为预紧力衰减不断地影响着螺栓的紧固性能和使用寿命,所以必须采取有效的措施,避免预紧力衰减过大而导致螺栓的断裂,从而有效的确保螺栓的紧固安全性能。
因此,预紧力衰减预测是十分重要的,它可以指导螺栓的设计、安装、使用等等,在不断的改善产品的性能的同时,也会保障螺栓的使用寿命。
螺栓紧固扭矩衰减介绍
目录
扭矩衰减的改善措施
6.
5.4.1.扭矩衰减的概述
3.
扭矩衰减的影响因素
螺纹连接状态的分类扭矩衰减的测量动态扭矩与静态扭矩2.
1.螺纹连接状态的分类
螺纹连接状态分类
硬连接
一般来说,以规定扭矩的5%
为起点,在起始扭矩到达规
定扭矩时,螺栓转过的角度
在30度以下
软连接
一般来说,以规定扭矩的5%
为起点,在起始扭矩到达规
定扭矩时,螺栓转过的角度
在720度以上
中性连接
一般来说,以规定扭矩的5%
为起点,在起始扭矩到达规
定扭矩时,螺栓转过的角度
在30度至720度之间
ISO5393“螺纹紧固件用旋转式气动装配工具性能试验方法”(国标对应版本为GB/T26547-2011)提及:
不同的阶段的扭矩值
生产过程中下线检测2.动态扭矩与静态扭矩
动态扭矩:
动态扭矩是指紧固件在被紧固过程中测量得到的峰值,一般来说,是由动力工具施加得到动态扭矩,动态扭矩是在拧紧过程中测量的。
动态扭矩产生的对于螺栓的轴向预紧力满足工程上对预紧力的要求。
静态扭矩:
一个紧固件被紧固好之后,将其在拧紧方向上继续旋转的瞬间所需要的扭矩。
静态扭矩是在紧固之后测量的。
检测扭矩:
静态扭矩标准时用来监控生产过程的稳定性,因此又称为检测扭矩。
在静态扭矩测量过程中,如出现静态扭矩值小于动态扭矩,则认为扭矩存在衰减。
注:衰减并不一定说明连接失效,需要实验论证。
一般认为,硬连接和中性连接不存在扭矩衰减,软连接扭矩衰减较为严重。
但在实际生产、使用过程中,对于任何连接,随着时间的推移都会有一定程度的扭矩衰减,软连接中扭矩衰减尤为严重,扭矩衰减不能完全避免,只能通过对各种影响因素的控制和优化来改善衰减状况,确保扭矩衰减后的夹紧力不低于设计夹紧力的最低要求是我们控制的目标。
拧紧工作完毕后发生在紧固件上扭矩降低现象即为扭矩衰减,衰减后的扭矩值低于目标值但较为稳定,一般在拧紧操作完成后30ms 内会完成60%以上的扭矩衰减。
该性质作为我们降低扭矩衰减的重要理论依据进行应用。
•60-70%的衰减发生在30毫秒以内
时间
牛米
衰减
断气或断电
规定衰减测量时间及衰减的测量状态扭矩衰减的测量(即夹紧力衰减)
静态扭矩的测量
返松法
标记法
拧紧法
瞬时松动法夹紧力的测量
超声波
垫片传感器
静态扭矩会随着时间的推移而衰减(即夹紧力衰减),被紧固件为非金
属时尤为明显,而影响静态扭矩的因素较多,与夹紧力之间的线性关系
不明显,因此不能通过静态扭矩的值来计算出衰减后的夹紧力,只能通
过专业的实验设备来确定衰减后的夹紧力,从而找到紧固特定产品状态
下夹紧力与静态扭矩的对应关系,而后静态扭矩可以用来监控生产过程
的稳定性。
确定特定状态下夹紧力衰
减后的值
衰减后夹紧力不满足要求
分析设计、工艺参数,找
到影响夹紧力衰减的因素,
控制影响因素降低衰减直
至满足要求
衰减后夹紧力满足要求
固化设计、工艺参数
建立动态扭矩、静态扭矩
及夹紧力关系,可作为相
同连接状态的检验标准
动态力矩
Dynamic torque
静态扭矩static torque
工件粗糙度
螺栓
5.扭矩衰减的影响因素
温度
螺纹升角
方法拧紧策略
拧紧速度
拧紧顺序
材料硬度
材料强度
表面镀层粗糙度
结构形式
硬度
强度
拧紧速度不合理的摩擦
人、机、料
扭矩衰减的影响因素很多,如扭矩衰减已导致连接失效,不满足产品要求时,应从设计和工艺角度进行分析、改进。
•被装配件的表面粗糙度:材料的变形--局部嵌入•
弹性连接材料:尤其是塑料或密封件
elastic joint parts: such as plastic and rubber washer
•过快的装配速度、不合理的装配动作
unreasonable assembly speed and sequence
•其他:如装配过程中的温度
other reason: temperature
影响因素举例说明:1
尽量避免部件的表面粗糙度过大
•被装配件的表面粗糙度:材料的变形--局部嵌入
The roughness of the surface of parts
•弹性连接材料:尤其是塑料或密封件
•过快的装配速度、不合理的装配动作unreasonable assembly speed and sequence
•其他:如装配过程中的温度
other reason: temperature 降低最终拧紧的速度
分步拧紧—如分步骤设置目标扭矩60%--80%--100%
使用拧紧(如至目标扭矩80%)+反松+最终拧紧的方法
影响因素举例说明:2
•
被装配件的表面粗糙度:材料的变形--局部嵌入
The roughness of the surface of parts
•弹性连接材料:尤其是塑料或密封件elastic joint parts: such as plastic and rubber washer
•过快的装配速度、不合理的装配动作•
其他:如装配过程中的温度
other reason: temperature
残余扭矩减小、夹
紧力未达到最终扭矩: 100%
影响因素举例说明:3
•被装配件的表面粗糙度:材料的变形--局部嵌入
The roughness of the surface of parts
•弹性连接材料:尤其是塑料或密封件elastic joint parts: such as plastic and rubber washer
•过快的装配速度、不合理的装配动作
•其他:如装配过程中的温度
other reason: temperature 选用合适的工具(例如:阿特拉斯电动扳手)
多轴同步拧紧拧紧的次序
影响因素举例说明:3
•被装配件的表面粗糙度:材料的变形--局部嵌入The roughness of the surface of parts
•弹性连接材料:尤其是塑料或密封件
elastic joint parts: such as plastic and rubber washer
•过快的装配速度、不合理的装配动作
unreasonable assembly speed and sequence
•其他:如装配过程中的温度other reason: temperature 避免不合理的摩擦
避免热膨胀系数不同/相差过大
影响因素举例说明:4
6.扭矩衰减的改善措施
工艺角度:
1.拧紧策略:改变拧紧策略,两步拧紧或多步拧紧,在拧紧过程中停顿50ms可释放弹性应变,降低衰减。
2.拧紧速度:当工件被压紧后,毛刺在较大的夹紧力下变形,“变短”夹紧力下降,残余扭矩同步
下降拧紧速度越快,毛刺的初始变形越小,残余扭矩下降越多,因此,降低拧紧速度可以降低扭矩衰减。
3.拧紧顺序:把单轴拧紧改成几轴同时拧紧,可降低扭矩衰减;或者采取单轴多步逐渐拧紧到目标扭矩,也可以降低扭矩衰减。
设计角度:
1.表面粗糙度:表面粗糙度越小,材料表面越光滑,在拧紧后扭矩衰减越小。
2.材料硬度:提高材料硬度,材料表面互相之间嵌入越困难,扭矩衰减也越小。
3.弹性材料:塑料或橡胶等,尽量少采用,如必须采用,应制定周全的拧紧策略,以保证衰减后的夹紧力满足产品要求。
4.螺栓选择:细牙螺栓相比粗牙螺栓螺距更小,螺纹升角也小,在使用中不容易松动,因此采用细牙螺栓扭矩衰减会较粗牙低。
影响扭矩衰减的因素很多,针对不同的扭矩衰减形式改善措施也不尽相同,,以下仅从工艺和设计角度去考虑扭矩衰减的常见改善措施,当然,改善措施不局限于以下内容。