高级拧紧控制策略的控制原理及应用(二)
扭矩角度法
上节课介绍的扭矩角度法,已经广泛应用于很多关键螺栓的拧紧,
如:轮胎螺母,发动机缸盖螺母。
如果能恰好从拧紧曲线的线性起点(Snug Point)开始记录角度;或者通过拧紧曲线的线性阶段,
反向推断等效的螺栓线性拉伸的起点,通过转角控制拧紧,就能减少夹紧力控制的不确定性。
如:轮胎螺母,发动机缸盖螺母。
矩角度法相比于扭矩法,可以更好保证夹紧力。但是红色阶段仍然是夹紧力转化不确定阶段。
该步的扭矩设置过高,夹紧力不确定性越大;扭矩设置过低,螺栓可能还未到线性拉伸阶段。
如果能恰好从拧紧曲线的线性起点(Snug Point)开始记录角度;或者通过拧紧曲线的线性阶段,
反向推断等效的螺栓线性拉伸的起点,通过转角控制拧紧,就能减少夹紧力控制的不确定性。
实验结果表明:
夹紧力的一致性Snug Point>T+A>T
上图曲线中的螺栓,在初始旋入阶段扭矩差异较大,扭矩转角法无法准确定拧紧的扭矩和角度值。
对比红色曲线和蓝色曲线可以看出,虽然线性阶段曲线类似,但末尾拧紧结束时,扭矩差异较大,
传统的扭矩法和扭矩角度法无法保证拧紧一致性。此时推荐snug point策略。
屈服控制:
传统的扭矩法和扭矩角度法无法保证拧紧一致性。此时推荐snug point策略。
屈服控制:
屈服强度:金属材料发生屈服现象时的屈服极限,也就是抵抗微量塑性变形的应力。
对于无明显屈服现象出现的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值作为其屈服极限,称为
条件屈服极限或屈服强度。
条件屈服极限或屈服强度。
通过持续检测斜率的变化率,来探测拧紧屈服点。
- 优势
装配后紧固件的夹紧力散差(+/-3% 至 +/-8%)
仅来自于螺栓强度等级的变化和螺纹摩擦系数的
影响(支撑面的摩擦系数对夹紧力没有影响)。
较高的螺栓利用率,不会发生螺栓过载。
即使螺栓的夹持长度很短,也可以使用该方法。
螺栓可以重复使用(因为限制在Rp0.2,意味着塑性变形仅0.2%)
- 劣势
对工具要求高,拧紧和测量系统成本较高;必须进行连接件分析以明确合适的控制参数。
必须确保螺栓是连接系统中max薄弱的部件,否则由于被夹紧件的压溃会造成误判。
拧紧完成前需保证拧紧曲线为直线,如果有任何松弛,可能会造成拧紧机误判。
到达屈服前,摩擦系数必须近似于恒定值。基本无法进行静态扭矩的检验。