螺栓连接与质量控制 (2)
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螺栓连接与质量控制一、引言螺栓连接是工程中常用的一种连接方式,广泛应用于机械设备、建造结构和汽车等领域。
螺栓连接的质量控制对于确保连接的可靠性和安全性至关重要。
本文将详细介绍螺栓连接的标准格式、质量控制方法和相关测试标准。
二、螺栓连接的标准格式螺栓连接的标准格式通常由以下几个要素组成:1. 螺栓材料:螺栓材料的选择直接影响连接的强度和耐久性。
常见的螺栓材料有碳钢、合金钢和不锈钢等。
2. 螺栓规格:螺栓规格包括罗纹直径、螺距、长度和螺栓头的形状等。
根据实际应用需求和承载力要求,选择合适的螺栓规格非常重要。
3. 螺栓连接方式:螺栓连接方式包括预紧力连接和磨擦连接两种。
预紧力连接通过施加一定的预紧力来实现连接,而磨擦连接则通过罗纹间的磨擦力来实现连接。
4. 螺栓紧固力:螺栓紧固力是指施加在螺栓上的力,用于保持连接的紧固状态。
螺栓紧固力的大小直接影响连接的可靠性,通常通过扭矩或者拉力控制。
三、螺栓连接的质量控制方法为了确保螺栓连接的质量,以下是几种常用的质量控制方法:1. 材料检验:对螺栓材料进行化学成份分析、机械性能测试和金相组织观察等,以确保材料符合相关标准要求。
2. 尺寸检验:对螺栓的外径、罗纹规格和长度等进行精确测量,以确保符合设计要求。
3. 表面处理:螺栓的表面处理可以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
常见的表面处理方法包括镀锌、热处理和喷涂等。
4. 螺栓装配检验:对螺栓的装配过程进行检验,包括罗纹配合、紧固力控制和螺栓头的正确安装等。
5. 质量控制记录:对螺栓连接进行质量控制的过程和结果应进行记录,以便追溯和分析。
四、螺栓连接的测试标准为了评估螺栓连接的质量和性能,以下是几种常用的测试标准:1. 抗拉强度测试:通过施加拉力来测试螺栓连接的抗拉强度,以确定其承载能力。
2. 扭矩测试:通过施加扭矩来测试螺栓连接的紧固力,以确保符合设计要求。
3. 罗纹配合测试:通过测量罗纹的尺寸和形状来评估螺栓与螺母之间的配合情况。
螺栓连接与质量控制一、引言螺栓连接是一种常用的机械连接方式,广泛应用于各个行业的装配和创造过程中。
螺栓连接的质量直接关系到装配件的安全性和可靠性,因此对螺栓连接的质量控制非常重要。
本文将从螺栓连接的基本原理、质量标准和控制方法等方面进行详细介绍。
二、螺栓连接的基本原理螺栓连接是通过罗纹副的磨擦力和预紧力来实现连接的。
在螺栓连接中,通过罗纹的互相嵌合,将连接件和被连接件密切地连接在一起。
螺栓连接的负载主要由预紧力和磨擦力来承担,因此螺栓连接的质量直接关系到连接件的安全性和可靠性。
三、螺栓连接的质量标准1. 强度标准:螺栓连接的强度是指连接件在承受负载时的抗拉强度和抗剪强度。
根据不同的应用场合和要求,螺栓连接的强度标准也有所不同。
常见的强度标准有ISO标准、ASTM标准等。
2. 尺寸标准:螺栓连接的尺寸标准包括罗纹尺寸、螺栓长度、螺栓头部形状等。
螺栓连接的尺寸标准是为了保证连接件的互换性和可替代性,以便在装配和维修过程中能够方便地进行更换和调整。
3. 表面处理标准:螺栓连接的表面处理标准主要包括防腐处理和润滑处理。
防腐处理可以采用镀锌、镀镍等方式,以提高螺栓连接的耐腐蚀性能;润滑处理可以采用润滑脂、润滑油等方式,以减小螺栓连接的磨擦系数,提高连接的可靠性。
四、螺栓连接的质量控制方法1. 材料质量控制:螺栓连接的材料质量直接关系到连接件的强度和耐腐蚀性能。
因此,在螺栓连接的创造过程中,需要对原材料进行严格的质量控制,确保材料的化学成份和力学性能符合标准要求。
2. 加工工艺控制:螺栓连接的加工工艺包括罗纹加工、热处理、表面处理等环节。
在加工过程中,需要严格控制各个环节的工艺参数,以确保螺栓连接的尺寸和性能符合标准要求。
3. 检测方法控制:螺栓连接的质量检测是保证连接件质量的重要环节。
常用的检测方法包括金相检测、力学性能测试、表面质量检测等。
通过对连接件进行全面的检测,可以及时发现质量问题并采取相应的措施进行修复或者更换。
螺栓连接与质量控制一、引言螺栓连接是工程中常用的一种连接方式,它具有结构简单、拆卸方便、承载能力强等优点,被广泛应用于各个行业。
然而,螺栓连接的质量问题可能会导致装配不牢固、松动、腐蚀等安全隐患,因此,对螺栓连接的质量控制至关重要。
二、螺栓连接的质量控制方法1. 材料选择螺栓连接的质量控制首先从材料选择开始。
应根据实际工程需求选择合适的材料,如碳钢、不锈钢、合金钢等。
材料的选择应满足强度、耐腐蚀性和耐磨损性等要求,以确保连接的可靠性和使用寿命。
2. 螺纹加工螺栓连接中螺纹的加工质量直接影响到连接的可靠性。
在螺纹加工过程中,应注意以下几点:a. 选择合适的切削工具和切削参数,确保螺纹的精度和表面质量;b. 严格控制螺纹加工的尺寸公差,避免过紧或过松的连接;c. 对于重要连接,可以采用螺纹检测仪器进行螺纹质量的在线检测,确保螺纹加工的一致性和准确性。
3. 螺栓预紧力控制螺栓连接的质量控制关键在于螺栓的预紧力控制。
预紧力是指在连接过程中给螺栓施加的初始拉力,它决定了连接的紧固力和抗松动能力。
预紧力的控制应注意以下几点:a. 根据连接的要求和材料的特性,选择合适的预紧力;b. 采用合适的紧固方法,如手动扳手、液压扳手等,确保预紧力的准确施加;c. 对于重要连接,可以采用特殊的预紧力控制装置,如扭矩扳手、角度扳手等,提高预紧力的控制精度。
4. 螺栓连接的质量检测螺栓连接的质量检测是确保连接可靠性的重要环节。
常用的质量检测方法包括以下几种:a. 超声波检测:通过超声波检测仪器检测螺栓连接的内部缺陷,如裂纹、气孔等;b. 磁粉检测:通过磁粉检测仪器检测螺栓连接的表面缺陷,如裂纹、疲劳等;c. 拉伸试验:通过拉伸试验机对螺栓连接进行拉伸强度测试,评估连接的强度和可靠性;d. 直接观察:通过目视检查螺栓连接的外观,检测是否存在松动、腐蚀等问题。
三、螺栓连接的质量控制标准螺栓连接的质量控制标准是衡量连接质量的依据,常见的标准包括以下几种:1. 国际标准:ISO标准、DIN标准等;2. 行业标准:针对特定行业的连接标准,如航空、汽车、建筑等;3. 企业标准:根据企业的实际需求和经验制定的标准,如产品技术规范、工艺文件等。
螺栓连接与质量控制一、引言螺栓连接是工程中常用的一种连接方式,它具有简单、可拆卸、可重复使用等优点,广泛应用于机械设备、结构工程等领域。
然而,螺栓连接的质量控制对于确保连接的可靠性和安全性至关重要。
本文将详细介绍螺栓连接的标准格式以及质量控制的要点。
二、螺栓连接的标准格式1. 螺栓连接的命名规范螺栓连接的命名通常遵循“直径×长度-级别”(例如M12×30-8.8),其中直径表示螺栓的直径,长度表示螺栓的全长,级别表示螺栓的材料和强度等级。
2. 螺栓连接的尺寸标准螺栓连接的尺寸标准通常根据国际标准化组织(ISO)的相关标准进行规定,如ISO 4014和ISO 4017等。
这些标准包括了螺栓的直径、长度、罗纹形状、罗纹规格等参数,以确保螺栓的互换性和可靠性。
3. 螺栓连接的预紧力标准螺栓连接的预紧力是指在连接过程中给螺栓施加的力,用于保持连接的紧固状态。
预紧力的大小直接影响螺栓连接的可靠性和承载能力。
通常,螺栓连接的预紧力标准由设计要求和相关行业标准规定,如ISO 898-1等。
4. 螺栓连接的紧固力矩标准螺栓连接的紧固力矩是指在连接过程中施加在螺栓上的扭矩力,用于产生预定的预紧力。
紧固力矩的大小需要根据螺栓的材料、级别以及连接的要求进行选择。
通常,紧固力矩的标准由相关行业标准规定,如ISO 898-2等。
5. 螺栓连接的防松措施标准螺栓连接在使用过程中可能会受到振动、冲击等外力的影响,导致连接松动。
为了防止螺栓连接的松动,需要采取相应的防松措施。
防松措施的标准通常由相关行业标准规定,如使用锁紧垫圈、涂覆防松剂等。
三、螺栓连接的质量控制要点1. 材料质量控制螺栓连接的可靠性和安全性与材料的质量密切相关。
在质量控制过程中,需要对螺栓的材料进行严格的检测和控制,确保其符合相关标准和要求。
常用的检测方法包括化学成份分析、力学性能测试、金相组织检测等。
2. 加工质量控制螺栓的加工质量直接影响其尺寸精度和罗纹质量。
螺栓连接与质量控制螺栓连接与质量控制一、螺栓连接的意义螺栓连接是一种常用的机械连接方式,广泛应用于许多工程领域,如机械制造、建筑结构、汽车制造等。
螺栓连接的主要作用是将两个或多个零部件牢固地连接在一起,以实现构件的固定和传递力的作用。
螺栓连接的优点在于装拆方便,可重复使用,并且连接强度高,能够承受较大的力。
在工程设计中,螺栓连接通常被用于需要频繁装拆或调整的部件,以方便维修和更换。
二、螺栓连接的质量控制螺栓连接的质量控制十分重要,直接关系到工程结构的安全性和可靠性。
在螺栓连接的质量控制中,主要包括以下几个方面:1. 螺栓的材料选择螺栓的材料选择应根据具体的工程要求和使用环境来确定。
一般情况下,螺栓应选择高强度的合金钢材料,以确保连接的强度和稳定性。
还需考虑螺栓的耐腐蚀性和耐疲劳性等因素。
2. 螺栓的尺寸和型号螺栓的尺寸和型号应符合设计要求和标准规定。
尺寸选取合理,能够满足连接的紧固力和承载能力要求。
要确保螺栓与被连接零部件的孔径和螺纹匹配,以保证连接的稳定性。
3. 螺栓的安装方法螺栓的安装方法直接影响连接的质量。
在安装螺栓时,应确保螺栓与被连接零部件之间没有杂质和油污,并采用正确的装配工具和力矩扳手进行紧固,以控制紧固力的大小。
4. 螺栓的紧固力控制螺栓的紧固力是连接质量的关键因素之一。
过低的紧固力会导致连接的松动和失效,而过高的紧固力可能会导致螺栓的断裂或零部件的变形。
在紧固螺栓时,应根据设计要求和相关标准,控制紧固力的大小。
5. 螺栓的检测和验收在螺栓连接完成后,需要进行检测和验收工作。
检测主要包括对螺栓的外观质量、尺寸和紧固力的检测,以及连接件的安装状态和运行情况的检查。
验收工作可以通过相关的标准和规范来进行,以确保连接的质量和可靠性。
三、螺栓连接的常见问题及解决方法螺栓连接在实际应用中,常常会出现一些质量问题,例如螺栓松动、螺纹损坏、螺栓断裂等。
这些问题可能导致连接件的失效和事故的发生,需要及时采取解决措施。
螺栓连接与质量控制螺栓连接是一种常见的机械连接方式,广泛应用于各种工程领域。
在工程实践中,螺栓连接的质量控制至关重要,它直接影响到连接的可靠性和安全性。
本文将详细介绍螺栓连接的标准格式、质量控制方法以及相关案例分析。
一、螺栓连接的标准格式1. 螺栓连接的定义螺栓连接是指通过螺纹互相咬合的连接方式,通过紧固力将两个或多个零件连接在一起。
2. 螺栓连接的构成要素螺栓连接主要由螺栓、螺母和垫圈组成。
螺栓是连接件的主要组成部分,螺母用于固定螺栓,垫圈则用于增加连接的紧固力和分散载荷。
3. 螺栓连接的标准格式螺栓连接的标准格式通常由以下几个要素组成:- 螺栓的规格和材料:包括螺纹规格、螺栓直径、螺栓材料等。
- 螺母的规格和材料:包括螺纹规格、螺母直径、螺母材料等。
- 垫圈的规格和材料:包括垫圈直径、垫圈材料等。
- 连接力的要求:包括预紧力和拧紧力的要求。
二、螺栓连接的质量控制方法1. 螺栓材料的质量控制螺栓材料的质量直接影响到螺栓连接的可靠性。
常见的螺栓材料有碳钢、合金钢、不锈钢等。
在质量控制过程中,需要对螺栓材料进行化学成分分析、力学性能测试等,确保螺栓材料符合相关标准要求。
2. 螺栓连接的预紧力控制螺栓连接的预紧力是指在紧固过程中施加在螺栓上的力。
预紧力的大小直接影响到连接的紧固程度和承载能力。
预紧力的控制方法包括使用扭矩扳手、液压扳手等工具进行控制,同时需要根据相关标准要求进行力矩校验。
3. 螺栓连接的拧紧力控制螺栓连接的拧紧力是指螺栓在预紧力之后施加的力。
拧紧力的大小直接影响到连接的紧固程度和承载能力。
拧紧力的控制方法包括使用扭矩扳手、液压扳手等工具进行控制,同时需要根据相关标准要求进行力矩校验。
4. 螺栓连接的质量检测螺栓连接的质量检测是保证连接质量的重要环节。
常见的质量检测方法包括超声波检测、磁粉检测、视觉检测等,通过对螺栓连接进行无损检测,可以发现潜在的缺陷和问题,确保连接的可靠性和安全性。
钢结构螺栓连接施工技术的注意事项与质量控制在钢结构施工中,螺栓连接是一项非常重要的工艺。
正确的施工技术和严格的质量控制是确保钢结构连接牢固和安全的关键。
本文将介绍一些钢结构螺栓连接施工技术的注意事项以及质量控制措施。
一、材料准备在进行钢结构螺栓连接施工之前,首先需要进行材料准备。
选择适当规格和材质的螺栓,确保其符合设计要求,并且具有合格的产品证书。
二、过程控制1. 清洁工作在进行连接之前,需要对连接部位进行清洁。
清除杂物、灰尘和油污等,保证连接部位的干净。
使用钢丝刷和清洗剂进行清洁,确保连接表面无污染。
2. 手动拧紧和动力拧紧螺栓连接需要手动拧紧和动力拧紧两个步骤。
在手动拧紧之前,需要将螺栓先进行正确的位置安装,保证螺栓和螺母之间的配合间隙在设计要求范围内。
手动拧紧时,应使用扳手等工具逐步加力,避免一次性用力过大。
动力拧紧需要使用扭矩扳手或液压扳手进行,确保拧紧力矩符合设计规范。
3. 拧紧顺序螺栓连接的拧紧应按照设计要求的拧紧顺序进行。
通常情况下,应从中间向两边交替拧紧,保证连接均匀紧固,避免产生应力集中。
4. 检查和调整在螺栓拧紧完成后,需要进行检查。
使用扭力扳手或液压力测仪测量拧紧力矩,确保其符合要求。
如有不符合要求的情况,应及时进行调整,直至满足设计要求。
三、质量控制1. 螺栓质量检验螺栓连接的质量检验应包括外观检查、尺寸测量和材料验收等。
外观检查要求螺栓表面无明显缺陷和损伤。
尺寸测量需要检查螺栓的直径、螺纹长度和螺纹间距等尺寸参数是否符合要求。
材料验收时,要求提供合格的产品证书,并进行实际抽样检查。
2. 施工过程检验在螺栓连接施工过程中,需要进行过程检验。
包括连接部位的清洁度、螺栓位置的正确性、拧紧力矩的控制等方面。
检验过程中,应记录相关数据并进行可追溯性管理。
3. 构件连接检验螺栓连接完成后,需要进行构件连接检验。
通过施工质量抽查和非破坏性检测等方式,检验螺栓连接的牢固程度和质量。
如有不合格情况,需要进行整改和复检,确保连接质量符合要求。
螺栓连接与质量控制一、引言螺栓连接是一种常见的机械连接方式,广泛应用于各个行业的装配和创造过程中。
螺栓连接的质量控制对于确保装配的可靠性和安全性至关重要。
本文将详细介绍螺栓连接的标准格式文本,包括螺栓连接的定义、质量控制的目标、质量控制的方法和质量控制的重要性。
二、螺栓连接的定义螺栓连接是一种通过罗纹副将两个或者多个零件连接在一起的方式。
它由螺栓、螺母和垫圈组成。
螺栓通过预紧力将零件密切连接在一起,以实现所需的装配要求。
三、质量控制的目标1. 确保螺栓连接的强度和可靠性:螺栓连接在工作过程中承受着各种力和振动,因此质量控制需要确保螺栓连接的强度和可靠性,以防止松动和脱落。
2. 控制螺栓连接的预紧力:螺栓连接的预紧力对于连接的稳定性和可靠性至关重要。
质量控制需要确保螺栓连接的预紧力在设计要求范围内,并避免过紧或者过松的情况。
3. 防止螺栓连接的腐蚀和磨损:螺栓连接在工作环境中容易受到腐蚀和磨损的影响。
质量控制需要采取相应的防护措施,以延长螺栓连接的使用寿命。
四、质量控制的方法1. 选择合适的螺栓材料和规格:根据连接的要求和工作环境,选择适合的螺栓材料和规格。
常见的材料包括碳钢、不锈钢和合金钢等。
2. 控制螺栓连接的预紧力:通过使用扭矩扳手或者液压扳手等工具,控制螺栓连接的预紧力。
根据设计要求,确保预紧力在合理范围内。
3. 进行螺栓连接的检测:使用超声波检测、磁粉检测或者拉伸试验等方法,对螺栓连接进行检测,以确保连接的质量和可靠性。
4. 进行螺栓连接的防护:通过表面处理、涂层或者防护套管等方式,对螺栓连接进行防护,以防止腐蚀和磨损。
五、质量控制的重要性1. 提高装配质量和产品可靠性:螺栓连接的质量控制直接影响装配的质量和产品的可靠性。
通过严格的质量控制,可以提高装配的准确性和产品的可靠性。
2. 减少事故风险和维修成本:螺栓连接的松动和脱落可能导致事故和故障,增加维修成本和停机时间。
质量控制可以减少螺栓连接故障的风险,降低维修成本。
螺栓连接与质量控制一、引言螺栓连接是机械装配中常用的连接方式之一,其质量控制对于确保装配品质和安全运行至关重要。
本文将详细介绍螺栓连接的标准格式文本,包括螺栓连接的定义、质量控制的要求和相关测试方法。
二、螺栓连接的定义螺栓连接是通过将螺栓和螺母配合使用,将两个或多个零件紧密连接在一起的装配方式。
螺栓连接具有拆卸性和可调性的特点,广泛应用于汽车、航空航天、机械设备等领域。
三、质量控制的要求1. 螺栓和螺母的材料要求:螺栓和螺母应选用符合相关标准的合金钢材料,具有足够的强度和耐腐蚀性能。
2. 螺栓和螺母的尺寸要求:螺栓和螺母的尺寸应符合设计要求,并且应进行严格的尺寸检测,以确保其互换性和装配性能。
3. 螺栓和螺母的表面处理要求:螺栓和螺母的表面应进行防腐处理,如镀锌、镀镍等,以提高其耐腐蚀性能。
4. 螺栓连接的预紧力要求:螺栓连接的预紧力是保证连接紧固的重要参数,应根据设计要求进行控制,并通过合适的装配工具进行预紧力的控制。
5. 螺栓连接的松动检测要求:螺栓连接在使用过程中可能会发生松动,因此需要进行松动检测。
常用的方法有手动检测、力矩扳手检测和超声波检测等。
四、相关测试方法1. 尺寸检测:使用合适的测量工具,如千分尺、游标卡尺等,对螺栓和螺母的直径、长度、螺纹规格等进行检测。
2. 防腐处理检测:通过观察螺栓和螺母的表面是否均匀、光滑,并进行腐蚀性能测试,如盐雾试验、湿热试验等,来检测防腐处理的效果。
3. 预紧力控制:使用合适的装配工具,如扭力扳手、液压扳手等,根据设计要求施加预紧力,并进行力矩检测,确保预紧力的准确控制。
4. 松动检测:采用手动检测、力矩扳手检测和超声波检测等方法,对螺栓连接进行松动检测,确保连接的可靠性。
五、总结螺栓连接是一种常用的机械装配方式,其质量控制对于装配品质和安全运行至关重要。
通过合适的材料选择、尺寸检测、表面处理、预紧力控制和松动检测等方法,可以确保螺栓连接的质量,提高装配品质和安全性能。
螺栓连接与质量控制螺栓连接是一种常用的机械连接方式,广泛应用于各个行业的装配和制造过程中。
螺栓连接的质量控制是保证连接可靠性和安全性的关键,对于产品的质量和性能起着重要的影响。
本文将从螺栓连接的原理、质量控制方法以及相关标准等方面进行详细介绍。
一、螺栓连接的原理螺栓连接是通过将螺栓和螺母紧密组合,利用螺纹间的摩擦力和预紧力来实现连接的。
螺栓连接的原理可以简单概括为:通过螺纹的转动,使螺栓和螺母之间的接触面产生压力,从而使连接件之间产生摩擦力和预紧力,达到固定连接的效果。
二、螺栓连接的质量控制方法1. 选材控制:螺栓连接的质量控制首先需要从材料的选择上把控。
螺栓和螺母的材料应符合相关标准要求,并经过质量检测合格才能使用。
常用的螺栓材料有碳钢、合金钢、不锈钢等,而螺母通常采用与螺栓相匹配的材料。
2. 加工控制:螺栓连接的质量控制还需要对螺栓和螺母的加工过程进行控制。
加工过程中应严格按照相关标准的要求进行,包括螺纹的加工精度、螺纹的形状和尺寸等。
3. 装配控制:螺栓连接的质量控制还需要对连接件的装配过程进行控制。
在装配过程中,应确保螺栓和螺母的正确配对,避免错配或混配。
同时,还要控制装配时的预紧力,确保连接的紧固力符合设计要求。
4. 检测控制:螺栓连接的质量控制还需要对连接的质量进行检测。
常用的检测方法有:力矩检测、角度检测、超声波检测等。
通过对连接件的检测,可以判断连接的质量是否符合要求,并及时采取相应的措施进行调整和修正。
三、螺栓连接的相关标准螺栓连接的质量控制需要依据相关标准进行。
以下是一些常用的螺栓连接标准:1. GB/T 5782-2016《螺纹钢制机械连接用螺栓、螺母和垫圈》:该标准规定了螺纹钢制机械连接用螺栓、螺母和垫圈的材料、尺寸、技术要求和试验方法。
2. GB/T 3098.1-2010《机械连接螺纹》:该标准规定了机械连接用螺纹的基本形状、尺寸、公差和检验方法。
3. ISO 898-1:2013《机械性能的螺栓、螺钉和螺柱》:该标准规定了碳钢和合金钢螺栓、螺钉和螺柱的机械性能要求。
螺栓连接与质量控制
螺栓连接的装配质量直接关系到产品的安全性和可靠性,可是我们如何评价螺栓连接的质量,即“效果检验”呢?
对螺栓连接装配质量的“效果检验”包括以下两项内容:执行螺栓拧紧工艺的电动拧紧枪(板子)的准确性和可靠性是否能满足要求;对已经拧紧的螺纹付、即产品上的螺栓连接能否通过正确的方法做出准确的评价。
对螺栓拧紧设备的评定
现在,多数企业侧重于对拧紧控制的准确性、即扭矩或转角的准确度进行评价。
通过采用模拟工况的动态校准法将拧紧枪的输出值与用作测量标准的传感器的读数值加以比对。
在汽车行业,通过传感器实施扭矩或转角控制的拧紧枪的准确度指标往往采取相对误差形式表示,一般为±5%,也有达到±3%的。
但必须指出,无论是简单的手持式扭矩扳手,或是复杂的半自动、自动拧紧设备,都既不属于检测器具,也不属于通常的制造设备(工具),而是兼有前者的计量特性和后者的装配功能。
但就其本质而言,它们应该归于后者,因此,若只进行单纯的准确度评定是不够的。
现代机械制造业为提高批量生产企业的产品质量,已从昔日主要检验实物质量,转到如今强调对工艺过程的控制。
所谓“工序质量”就是指在稳定状态下所具有的保证质量的能力,它取决于设备、材料、操作者、工艺方法和环境等5项相互独立因素的影响,以能力指数C p和C pk来表示。
而机器能力指数C m和C mk是指在工序稳定情况下,上述5项影响因素中的机器设备所具有的保证产品质量的能力,在技术上,它与工序能力分析一样,都建立在数据统计的基础上,以质量特性值的标准偏差S来表征。
求取机器能力指数C m的具体做法为:将被评定的用于装配的拧紧机调整至规定状态,经过若干小时无故障运转,然后取50个连续生产出来的工件作为样本。
至于对质量特性值的检测,一般利用附属于设备的在线测量仪器,或借助外界的精度更高的检测装置。
由此获得一组或二组质量特性值的实测数据,并求出平均值和标准偏差S m。
如果是螺栓拧紧设备,这时扭矩作为质量特性值,其实测数据既可以通过拧紧枪自身配置的检测仪表获得,也能从用作测量标准的外接扭矩传感器的对应显示值中读取。
C m反映了机器制造设备自身所具有的满足产品质量的能力,与反映工序能力的过程能力指数C p相似。
根据测算出的C m或C mk值对被检机械制造设备进行机器能力评定,各主要工业国家、各大企业集团执行的评定原则并不完全一致,德国大众汽车公司对螺栓拧紧设备应该具备的机器能力的要求如表1所示。
表1德国大众汽车公司对螺栓拧紧设备应该具备的机器能力的要求
评价螺栓连接质量
在汽车制造业,大多数企业都在装配工序后利用指示式扭矩扳手以抽检的方式对相关的螺纹副进行拧紧扭矩测试,以评价螺栓连接的质量,其间出现各种各样的情况是很正常的现象,但前提是执行的方法必须正确,这是处理问题、解决问题的基础。
除了上述在工序间进行的扭矩测试外,还有一类是整车或总成(指发动机、变速箱等)经过连续运行、承受过负载后再对相关的螺栓连接质量进行评价。
德国大众汽车公司把前一类测得的扭矩命名为M na1,后一类为M na2。
但为了准确测得M na1和M na2,必须满足以下条件:
•电动拧紧机的机器能力指数C m、C mk必须达到1.67或更高,即务必经过设备能力验证,要求过程能力指数C pk≥1.33。
•通过“事后法”进行拧紧扭矩测试时,必须采用紧固法,不能用松开法或标记法。
执行紧固法时需注意拧动螺栓(或螺母)的角度应尽量小,最大不超过10°。
•在测试过程中,由于摩擦作用,有时会出现一个不应算作M na的峰值扭矩,即所谓的“起动扭矩”,因此,为准确地测出M na值,不能使用那些只显示一个峰值的指示式扭矩扳手。
•工序间的扭矩值M na1的求取,必须在装配完成后的30min内进行。
•不能、也不必要把测得的扭矩M na1和M na2的值与图纸或工艺上的额定值或控制值相联系、作比较。
因为,在以紧固法再次拧紧期间,扭矩值的分布特性与装配工序的拧紧扭矩特性相比已有很大差别,故这种比对毫无意义。
•对M na1和M na2值正确评价应该采用如下方式:通过采集至少100个实际扭矩测量值,然后借助统计分析的方法求出标准偏差s,再根据不同用户的实际情况以±2s或±3s作为控制范围的上、下极限,用作检验、评价螺栓连接拧紧效果的M na1和M na2值必须落在设定的界限范围之内。
扭矩监控窗口
先进的汽车制造业中,较重要的装配部位都采用扭矩-转角控制法,这是由其优越性所决定的。
但须指出的一点是,此时的工艺参数只是起始扭矩和转角,这种情况下作评定所用到的特征值公差是转角公差。
虽然当螺栓连接采用扭矩-转角控制法时,一些厂商对电动拧紧枪所显示的最终扭矩设置了一个“监控窗口”,即设定一个上、下限,但由厂商与用户根据以往经验和采集数据统计分析得出的这个监控范围,其含义与工艺参数的公差有本质的区别,事实上,根据实际情况,这个范围完全可以调整。
那么监控窗口的作用是什么呢?严格地说,“扭矩-转角控制法”应该称为“转角控制-扭矩监控法”,在执行这种方法时,先按扭矩法确定转角控制的起始点,电动拧紧枪达到这个点以后停顿1~2s或更短时间后速度变慢,然后边旋转边计算角度,直到达到要求的角度为止。
在计算转角的同时记录扭矩,如果扭矩太大,则表明存在螺栓材料的抗拉强度太高或热处理后材料太硬的情况;扭矩太小则表明螺栓抗拉强度太低或热处理不好。
因此,通过观察拧紧过程中的扭矩值变化可以达到监
控螺栓连接中螺纹质量的目的。
实例分析
以发动机缸盖线某装配工位为例,该工位采用的螺栓规格为M6,强度等级9.8,原来表面采取发黑处理,后来为提高抗腐蚀能力改成表面镀锌,并换了一家供货厂,但在装配工艺完全不变的情况下,发生了下线总成中有少量的螺栓出现断裂的现象。
断裂原因何在?我们经过了以下一些试验与分析:
1.对新螺栓的材料强度及其他一些主要理化指标是否符合要求的质疑
首先,我们提取了各三个样本对更换前后的两种紧固件进行了对比试验,结果如表2。
表2更换螺栓前后的对比试验结果
表2说明更换后的螺栓尽管表面处理由发黑改为镀锌,又出自另一家供货厂,但其机械性能完全符合要求,且与原来的紧固件差异很小,因此,完全可排除由于强度等材质原因引起螺栓断裂的可能。
2.分析摩擦系数对螺栓联接轴向预紧力的影响。
装配过程由多头电动拧紧机完成,采取扭矩法,工艺规定的装配扭矩为12+3Nm。
众所周知,螺纹副连接实质上是依靠螺栓的轴向预紧力把紧固件和被连接件结合在一起的,而扭矩法是一种通过控制拧紧扭矩间接地实施对轴向预紧力控制的装配方法。
我们所使用的紧固件均由专业化工厂生产,后一组变量的散差较小,带来的影响也较小,而经验告知,在加工工艺相同的情况下,镀锌的表面相比发黑处理的表面摩擦系数将有明显下降,因此,针对前面两种联接螺栓,螺纹制造精度的影响可以忽略。
在这类螺纹副联接中,拧紧扭矩、螺栓的轴向预紧力及扭矩系数三者之间相互关联此消彼长。
摩擦系数的减小导致了扭矩系数变小,在拧紧扭矩保持不变的情况下,必然将引起螺栓轴向预紧力的增大。
连接螺栓的断裂是因作用在其上的拉力——轴向预紧力过大,超出了材料抗拉的强度造成的,而正是紧固件表面处理由发黑改成镀锌,致使摩擦系数减少才产生了这样的结果。
3.替代试验及其工艺改进方向
要用实验方法测出真实状态下的摩擦系数值或螺栓受到的轴向拉力数值,在一般企业中不太可能。
这里有一种较简单、也较直观的替代实验,能在一定程度上说明问题:
取相同数量的两种螺栓,每组10 ~ 50件,用高精度指示式扭力扳手(指针式或数显式)逐个紧固在一个又一个的工件上。
随着拧紧力矩的逐渐增加,螺栓承受的轴向拉力不断加大,当拉力达到材料的抗拉强度时,螺栓断裂。
记下此时扭力扳手的指示值。
从前面的介绍可知,尽管两种连接螺栓表面处理方式不同,但材质和主要机械性能相同,因此,当上述替代试验出现试件螺栓断裂时,它们受到的轴向预紧力是相同的,而此刻拧紧力矩的数值(平均值)分别为:发黑螺栓28.36Nm,镀锌螺栓17.02Nm,这两个平均值之间的差别实质上就反映了螺栓联接配合中摩擦系数不同所带来的影响。
以上实验结果也指出了装配工艺改进的方法:
若把摩擦系数视为常数,对于一个确定的螺栓轴向预紧力,它与拧紧力矩在理论上呈线性关系,但当轴向预紧力超过屈服点之后,随着拧紧力的增大,预紧力的增量将减少,甚至出现下降,因此,螺栓轴向预紧力与拧紧力之间的关系只有在螺栓预紧进入屈服状态之前才是线性的。
事实上,在采用扭矩法这一拧紧工艺时,考虑到扭矩控制精度、摩擦系数散差、紧固件机械性能波动和制造精度等影响因素,螺栓轴向预紧力的最大值通常只设计在其屈服极限的70%以下,也就是说,螺栓连接是工作在材料的弹性区域内,因此,替代试验的对比测试值并不能说明扭矩法工况下拧紧力矩与螺栓轴向预紧力间的真实比例关系,但还是指出了明确的趋势,而且提供了一种修正装配工艺后直截地评价改进效果的方法,以便于企业实施。
针对提高抗腐蚀性的目的,把螺栓由表面发黑改为镀锌后所采用的改进装配工艺的做法主要是降低装配扭矩值,此时可做若干基本假设,并选用一些经验数据,再代入公式,求出拧紧力矩,即装配扭矩值,作为改进依据。