(B) 扭力扳手 (静态扭矩)
原因:静态摩擦力
40
20 时间
X=92,43
=1,13
动静态扭矩之间的关系
由于存在静态摩擦力，静态扭矩产生比动态扭矩要高的趋势。在某些情况下，我们也会测量到 比动态扭矩更高的静态扭矩。这个并不意味着有更大的夹紧力，而仅仅是静摩擦力的影响。
动静态扭矩之间的关系
弹性衰减使静态扭矩产生比动态扭矩要偏小的趋势
均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma
硬连接上的扭矩实测值
T (Nm)
动力工具 输出扭矩
92 94 91 92 94 92 92 扭力扳手 静态扭矩 103 106 103 100 100 103 100 X=102,14 =2,27
(A)工具输出 120 (动态扭矩) 110 100 80 60
拧紧结果的正态分布, 高斯曲线
频率
x
扭矩
2s=68% 4s=94%
6s=99,7%
均值偏差
频率 软连接件 硬连接件
扭矩
均值变量
联合分布
频率 软连接件
硬连接件
扭矩
联合平均值 联合分布
精度？
精度＝100%×3S/平均值
软连接和硬连接
扭矩
X Nm < 30 度
硬连接
< 30 度 (ISO 5393)
角度 扭矩
X Nm
贴合点
> 720 度
软连接
> 720 度 (ISO 5393)
角度
贴合点
软、硬连接的均值偏差
扭矩
过扭
均值偏差
目标
硬连接 软连接
贴合点
角度
动态扭矩和静态扭矩
动态扭矩:在拧紧螺栓的同时用在线式扭矩传感器测量 静态扭矩:安装后用扭矩扳手测量
螺纹副中摩擦力 40%
10%
螺纹副中摩擦力 40%
夹紧力 15%
螺纹副中摩擦力 45%
5%
摩擦力对夹紧力的影响
摩擦力
坏的螺纹 普通 润滑后的螺栓
夹紧力
螺栓连接的特性
扭矩
屈服应力极限
夹紧力
弹性松弛对夹紧力的影响
Time
材料弹性松弛会使夹紧力衰减!
衰减的时间
牛米
断气 衰减
时间 • 60-70%的衰减发生在30毫秒以内
软连接 上实测 值
装配 (动态) 100.2 100.5 100.7 100.3 100.4 100.8 100.5 100.2 100.2 100.4 100.42 0.21 0.63
手测 (静态) 88 84 92 86 90 88 86 85 84 84 86.7 2.8 8.3
均值 标准偏差 (Sigma) 3 Sigma
x-x 0 0.1 0.2 -0.3 0 0.2 0.1 -0.3 -0.2 0.2 0
x-x 0 1 -1 -2 2 0 -1 2 -2 1 0
(x-x)2 0 1 1 4 4 0 1 4 4 1
0.36
20
精度
扭矩
低精度 高精度
目标
拧紧数
拧紧数
扭矩
扭矩
6 sigma (99,7 %)
6 sigma (99,7 %)
Very high load
Very high load
Average load (80% of yield)
影响静态扭矩和动态扭矩关系的因素
连接
拧紧工具和策略
连接的材料：铝件偏软 螺栓的直径：直径小偏软 螺栓的长度：螺栓长偏软 涂层的材料：特殊涂层偏软 是否有垫片：有垫片偏软 温度变化：情况复杂 …:…
T
我们能够测量的是扭矩T
F
F F
我们想要得到的是夹紧力F
F
50-40-10 规则
擦力
螺纹副中 40%
扭矩
100%
夹紧力与摩擦力的关系
通常的情况
螺栓头下摩擦力 50%
在螺栓头下加润滑油 螺栓头下摩擦力 45% 螺纹副中有杂质、生锈或螺纹受损 螺栓头下摩擦力 50%
张力 抗张力 夹紧力
剪切力 剪切力 抗张力 张力
连接件受力
螺栓连接必须能抵抗外力作用，使已被装配的零件不会向分离的方向移动。否则会造成螺栓接头 的松动、破坏或脱落。 用螺栓连接方式进行装配，其任务是使被装配的零部件牢牢地紧固在一起，使外力不能将它们分 开。 张应力
剪切力
剪切力
张应力
测量拧紧效果
工具：冲击扳手容易产生弹性衰减 策略：速度过快容易产生弹性衰减 …:…
检测工具
选择正确的工具：排除操作人员影 响，反映连接真实情况
工具精度
很难预测工具的精度，这是因为:
软,硬，联合连接件有着精度差异
如果工具使用在扭矩范围的高端与低端处，则 会产生精度差异
两件工具应如何比较？
工具 A 扭矩 10 10.1 10.2 9.7 10.0 10.2 10.1 9.7 9.8 10.2 x =10.0 工具 B (x-x)2 扭矩 0 0.01 0.04 0.09 0 0.04 0.01 0.09 0.04 0.04 10 11 9 8 12 10 9 12 8 11 x =10.0
基本拧紧技术
2017.08
内容
扭矩，摩擦力和夹紧力 软连接和硬连接 动态扭矩和静态扭矩 工具精度的含义
扭矩，摩擦力和夹紧力
为什么使用螺栓连接
• 装配简单 • 拆卸方便 • 效率高 • 成本低
紧固件（连接件）是通过螺栓联接两个以上部件的可拆卸的联接装置——VDI 2230
连接件受力分析
硬连接 上另一 实测值
装配 (动态) 102.6 102.6 101.4 101.2 102.4 100.9 102.1 102.4 101.0 101.8 101.84 0.67 2.01
手测 (静态) 112 110 111 110 113 109 110 111 113 112 111.1 1.4 4.1