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      螺栓裝配質量對產品的最終品質有影響嗎?

        

      IMG_284


        擰緊中的扭矩分配

        擰緊一顆螺栓,需要施加一定扭矩旋轉一定角度后才可以完成,這部分的扭矩+角度所做功最終轉為三個部分:

        1,螺栓頭下摩擦力消耗

        2,螺紋副摩擦力消耗

        3,產生預緊力

        這個也可以根據以下公式得出:

        • Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk))• 預緊力 螺紋副 螺栓頭下• 定義DefinitionsFm = 夾緊力clamping forceP = 螺距pitch of threadμg = 螺紋副摩擦系數friction value in threadd2= 螺栓直徑diameter boltDkm = 螺栓頭表面尺寸 size of surface bolt (nut)-head Dkm = (dw + dh)/2μk = 螺栓頭表面摩擦系數fricition value surface bolt-head

        一般而言,這三者的比例在10%,40%以及50%,這部分能量的消耗很容易直觀地體會到:10%的夾緊力做功體現在螺栓的被拉伸,40%和50%體現了螺紋副以及螺栓頭下擰緊后摩擦力導致的發熱。

        

      IMG_285


        螺栓的初始設計是按照如上圖的比例來分配三者關系的,如果實際的過程中改變了三者的比例關系,會出現扭矩“合格”,夾緊力不合格的情況。

        典型情況1:

        螺紋副被額外潤滑

        

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        此時螺紋副摩擦系數降低,摩擦力矩變小,施加的扭矩“轉移”給夾緊力,后果有可能是:螺栓拉斷或者工件變形。

        典型情況2:

        螺栓生銹或者螺紋副有油漆

        

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        此時螺紋副摩擦系數增加,有可能扭矩合格后夾緊力不足。

        

      IMG_288


        其他改變摩擦系數的常見情況有:涂層材料改變,涂層厚度變化,螺栓/螺釘公差,與螺帽旋轉接觸面摩擦系數,工具轉速,墊片增加/減少等。

        擰緊技術中的螺栓螺母知識

        螺栓擰緊是裝配環節的重要環節,螺栓/螺母在產品壽命周期內必須穩定連接,否則有可能造成嚴重的質量事故,因為螺栓/螺母失效而導致的安全事故時有發生。

        螺栓/螺母的失效方式有以下幾種:

        1. 強度不足

        螺栓常見強度等級如下,如果螺栓制造商供應的螺栓不能滿足對應的強度要求,螺栓連接的安全性也無法得到保障。

        

      IMG_289


        2. 螺紋副強度不足

        按照ISO898要求,與螺栓配合的螺紋副/螺母強度要與螺栓本身強度相匹配,比如螺栓強度為10.9的螺栓,應采用強度為10的螺母。

        

      IMG_290


        3. 螺紋副高度

        同樣根據ISO898要求,螺母或者有效螺紋連接高度一般大于公稱直徑D的0.8以上,比如M10的螺栓與之匹配的螺母高度不得低于8mm。

        螺栓/螺母機械強度測試

        螺栓/螺母機械強度的測試方法很多,比較權威的方法是依據ISO898-1以及ISO898-2,對于螺栓的機械抗拉強度測試方法如下:固定螺栓兩端,通過萬能材料試驗機產生軸向拉力,通過軸向拉力/軸向拉伸量獲得螺栓的機械性能指標。

        

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        軸向拉力/軸向拉伸量:

        

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        螺母/螺紋副的機械強度測試,如下圖示意:

        

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        實驗載荷一般在抗拉強度的88%~94%;持續載荷15s;需確保螺桿沒有永久變形;15s后手動可以將螺紋旋出,則表示螺母/螺紋副強度合格。


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