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第一章 拧紧基本术语与原理
■拧紧原理
拧紧原理
预紧力 螺栓拉伸
螺栓插入被连接件，利用螺母或内螺纹拧
紧使螺栓拉伸变形，这种弹性变形产生了轴向
的拉力，将被夹零件挤压在了一起，称为预
紧力。
理论上，只要产生了足够的夹紧力，完全可 以保证被夹零件在震动、高低温等恶劣环境下安
扭矩
全工作，而不必使用涂胶等辅助方法。
角度 [°]
第四章 拧紧工具选配 工具选型要考虑的因素
力矩要求 精度要求 操作空间 工作效率 劳动强度 生产管理
2）BUFO：表示生产商 3）M：表示公制螺纹
塑性范围
螺栓失效
极限抗拉强度
破坏点
应力 N/mm²
抗拉强度
屈服强度极限
75 %
失效
屈服 弹性区
抗拉强度极限
应变
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应力
拉伸度 9
第二章 螺栓连接的方式
扭矩
< 30 度
硬连接
< 30 度
贴合点
角度
扭矩
> 720 度
软连接
> 720 度
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夹紧力10%
90% 的扭矩用于 克服摩擦力
100%
扭矩(M) = 力 (F)*力臂 (L)
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第一章 拧紧基本术语与原理
夹紧力与摩擦力的关系与影响
通常的情况
螺栓头下摩擦力 50%
螺纹副中摩擦力
10%
40%
在螺栓头下加润滑油
螺栓头下摩擦力 45%
螺纹副中有杂质
螺栓头下摩擦力 50%
100.42 0.21 0.63
手测 (静态) 88 84 92 86 90 88 86 85 84 84
86.7 2.8 8.3
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第二章 螺栓连接的方式
小结：通过以上硬连接与软连接的比较，同时结合现场情况，总结如下： 1、在完全相同的拧紧状态下，硬连接与软连接所得到的最终扭矩是不同 的；（完全相同是指同样的拧紧工具，以同样的转速，保持同样的稳定 时间）； 2、同一种连接方式，在拧紧工具的转速、保持时间不同的情况下，得到 的最终拧紧力也是不同的； 3、因为静态扭矩检测需要考虑进人为的因素进去，同时因为静态扭矩受 摩擦力的影响非常大，而摩擦力的变化又是非常离散的，因此静态检测 值会更离散一些； 4、同时，对于某些角度拧紧的连接，静态检测只能检测其扭矩是否过低， 而无法精确控制扭矩值。
螺纹副中摩擦力
夹紧力
摩擦 力
15%
40%
螺纹副中摩擦力
5
45%
%
坏的螺 纹
普 通
润滑后的螺 栓
紧固轴 力
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第一章 拧紧基本术语与原理
影响夹紧力的因素
摩擦 不可靠的装配技术
沉降力
– 表面粗糙与润滑状态 – 螺丝质量差 – 材料不合适 – 工具不准确或不相配 – 螺丝质量差 – 错误的工件
贴合点
角度
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第二章 螺栓连接的方式 弹性松弛会影响夹紧力
Time
材料弹性松弛会使夹紧力衰减!
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第二章 螺栓连接的方式
扭矩衰减
牛米
工具断开
衰减
时间
扭矩衰减:拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩降低现象即为扭矩衰减,衰减 后的扭矩低于目标值但较为稳定,一般在拧紧操作完成后的30ms内会完成60%以 上的扭矩衰减。 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，一般发生在以 下两种情况中：1、粗糙的表面配合时造成的衰减；2、软连接中的扭矩衰减。
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硬连接
静态扭矩高于动态扭矩
数据分析
装配 (动态) 102.6 102.6 101.4 101.2 102.4 100.9 102.1 102.4 101.0 101.8
手测 (静态) 112 110 111 110 113 109 110 111 113 112
均值
101.84
111.1
标准偏差 (Sigma) 0.67
1.4
3 Sigma
2.01
4.1
13
数据分析
软连接
静态扭矩低于动态扭矩
装配 (动态) 100.2 100.5 100.7 100.3 100.4 100.8 100.5 100.2 100.2 100.4
均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma
扭矩知识
一分队 何源
1
目录
第一章
第二章
第三章
第四章 第五章 第六章
拧紧基本术语与原理
螺栓的连接方式
螺栓连接拧紧过程简单介绍
拧紧工具的简介及选配 拧紧的顺序 拧紧工作中常见问题
2
第一章 拧紧基本术语与原理
拧紧 实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到被拧紧 的螺栓上就是它的轴向预紧力（即轴向拉应力）。 扭矩 施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。 动态扭矩 是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到的扭矩值， 也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量的值。 静态扭矩 用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐 增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间，记录下的刚产生运 动时的扭矩值，该扭矩值即为静态扭矩。。 标定 用扭矩标定仪（扭矩传感器和角度编码器）串接于电动拧紧枪之 中，跟踪电动拧紧枪在螺纹连接件上进行拧紧的过程，从而确认其拧紧 扭矩和拧紧角度在其规定范围内的一种方法。
2021年2月24
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第一章 拧紧基本术语与原理 螺栓连接件中的力
张力 抗张力
夹紧力
剪切力
张力
剪切力 抗张力
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第一章 拧紧基本术语与原理
施加的扭矩并不象夹紧力那么简单 The 50-40-10 规则
螺栓头下摩擦力50%
螺纹副中摩擦力40%
扭矩
• 90% 的扭矩被摩擦力消耗 • 只有10%的扭矩转化为夹紧力
– 设计缺陷 – 材料配对不合适 – 拧紧方法错误
温度
– 膨胀系数不同 – 螺栓接合尺寸错误
错误的拧紧系统
– 拧紧精度，夹紧力过低或过高
弹性范围
屈服强度
第一章 拧紧基本术语与原理
螺栓标识系统
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) 100×8 = 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 ： 800* 0.8 = 640 N/mm2
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第三章 螺栓连接拧紧过程简介
扭矩 (Nm)
预拧紧
开始夹紧
夹紧形成最终拧紧拧紧程的可接受范围最终扭矩和角度值 必须落在这一区域
拧紧角度值 (o)
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扭矩 [Nm]
准备
拧入
多 阶 段 拧 紧
拧紧
角度 [°]
扭矩 [Nm]
准备
拧紧 1
拆卸
拧紧 2
为 了 减 少 应 力 影 响
拆 卸 后 再 拧 紧 方 法 ，