技术专栏丨螺栓紧固技术的理解和活用技巧
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导语:在一部轿车上平均每车用紧固件500种/50kg/4000个,根据最近公布的数据,在汽车行业23%的维修问题是由紧固件松脱引起的,12%的新车存在紧固件松紧度不正确的问题。
螺栓连接的装配简单,拆卸方便,利于检修,可以增加预紧力防止松动,不会引起连接处材料成分相变。缺点是增加紧固件零件和重量,在受力较大的场合需要进入预紧和防松。而且在螺栓连接的缝隙处容易有腐蚀的发生,从而造成连接失效。
一
紧固件基本知识
1、常用到的紧固件主要有
2、紧固件的标注
3、紧固件的性能等级
螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级,其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火),通称为高强度螺栓,其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成,分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。小数点前面的数字代表材料的抗过强度极限的1/100,小数点后面的代表材料的屈服极限与抗拉强度极限之比的10倍。
例如:性能等级10.9级高强度螺栓,其含义是:
1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级;
2、螺栓材质的屈服比值为0.9;
3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级;
螺栓性能等级的含义是国际通用的标准,相同性能等级的螺栓,不管其材料和产地的区别,其性能是相同的,设计上只选用性能等级即可。
螺母的性能等级分7个等级,从4到12,数字粗略表示螺母保证能承受的最小应力的1/100。
螺栓和螺母的性能等级应配合使用,如8.8级螺栓与8级螺母配合使用。
二
螺纹紧固原理和力矩设定
1、紧固扭矩和预紧力
2、螺栓被紧固的变形关系
3、通过螺纹产生夹紧力把被连接件夹紧
4、预紧力和摩擦力的关系
5、紧固的扭矩必须控制在一定范围
一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩
施加的扭矩不要超过使用极限
6、紧固力矩的设定
(1)首先根据被紧固件的受力情况确定所需的预紧力;
(2)根据预紧力选取规格、性能等级合适的紧固件;
(3)根据预紧力、摩擦系数、计算得到紧固扭矩。
7、通过实验确定紧固力矩
Schatz 多功能螺栓紧固分析系统
拧紧装置:含扭矩/角度传感器
螺栓、螺母装配夹具构造,套筒驱动螺母转动,同时传感器连续测出拧紧扭矩。
1、根据螺栓的公称直径、螺距、性能等级,查国际《GB-T 3098.1-2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中的表7或表9得到螺栓的保证载荷。
2、按照国际标准《ISO 16047-紧固件的扭矩/预紧力测试标准》测试中预紧力取保证载荷的75%。
3、将螺栓的公称直径、螺距、性能等级和预紧力作为设备的输入参数;
4、试验设备可通过传感器测出从开始拧紧,到预紧力达到设定值过程中的以下参数:
(1)紧固扭矩
(2)螺纹扭矩
5、通过软件程序,可计算出其他系数,如支承面扭矩、螺纹扭矩、支承面摩擦参数、螺纹摩擦系数、扭矩系数。
三
紧固力矩检测方法
1、拧紧法:也称增拧法,适用于重要紧固件检验。
重要部位的螺栓联接的紧固扭矩应按安装的技术条件,采用拧紧法进行检验,检验方法:用扭力扳手平稳用力逐渐增加力矩(切忌冲击)当螺母或螺栓刚开始产生微小转动时,它的瞬时扭矩值最大(因要克服静摩擦力),继续转动,扭矩值就会回落到短暂稳定状态,这短暂稳定状态时的扭矩值即为检查所得的扭矩。
特点:操作简单,但质检人员必须熟练,即要均匀用力,又要准确的读取“短暂稳定状态的扭矩值”。
2、标记法:也称复位法,划线法,转角法等,适用与关键紧固件检验
对于关键紧固件,使用扭力扳手采用标记法进行检验。检验前先在被检螺栓头部或螺母与联接件上划一道线,确认螺栓头部或螺母与被联接件相互间的原始位置。然后将螺栓或螺母送开,再用扭矩扳手将螺栓头或螺母拧紧到对准线的位置,这时的最大扭矩值再乘以0.9~1.1所得的值即为检查所得的扭矩。
特点:要求技术水平不高,必须划线确定原始位置,然后松开再拧紧,操作烦琐,不适合一些有防松动功能的紧固件。
四
紧固等级的划分和控制方法
依据对汽车的安全性、法规性的影响程度,总装科的力矩分为三个等级,如下表所示:
依据各力矩等级的定义,对各力矩等级力矩的保证方法规定如下:
五
力矩衰减的原因
1、振动;2、软连接;3、表面粗糙度;4、应力消除;5、螺纹的配合精度;6、接触面过小;7、间隙消除;8、力矩超过紧固件强度,紧固件出现塑性变形;9、温度;10、表面漆膜
六
螺纹紧固的各种防松方式
耐落扣胶的防松原理
一般螺丝业界生产螺丝走下限值,螺帽走上限值,螺丝锁紧后形成单面摩擦,螺丝与螺帽间产生齿间隙,使得螺丝更不易维持螺牙夹紧力而产生松脱!
化学胶的防松原理
防松型化学胶之选择-胶系
预涂化学胶
何谓MEC加工?
将含有粘合剂的微粒胶囊混合物在螺栓部位进行特殊加工,使螺栓本身具有密封和锁固性能的加工技术。
拧紧螺栓时开始反应:经MEC加工过的螺丝不使用时不会发生任何反应,一旦进行拧紧时,微粒胶囊破裂,锁固剂渗出并立即聚合,开始发挥作用。
只需将螺丝和锁固剂以及密封剂合为一体,直接使用就发挥很好的作用。
现涂厌氧胶(如乐泰242)的防松原理
现涂厌氧胶
厌氧性粘合剂的特点
厌氧性粘合剂的硬化条件之②
为使厌氧性粘合剂硬化,“隔绝空气”的同时,还必须具备另一个条件。那就是和金属接触,也就是说,没有金属的话,粘合剂也无法硬化。这就是说厌氧性粘合剂是适用于金属间粘合的粘合剂。
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企业简介
Company Information
“窗固”是我公司的简称也是公司的品牌,它取义于门窗紧固,彰显创业者矢志投身门窗紧固事业及服务门窗行业的意志和决心,公司从2000年成立至今经过20多年的努力,目前已是门窗幕墙紧固件行业的知名品牌,因发展需要先后成立了上海窗固工贸有限公司、上海窗固紧固件制造有限公司、窗固紧固科技(安徽)有限公司等,分别从事客户服务,网络销售,产品研发和制造等工作。
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窗固产品目前拥有三大系列:门窗组装内固系列,门窗安装锚固系列,紧固工具及辅料系列,从材质角度又可分碳钢,不锈钢410,不锈钢304和不锈钢316等系列,公司产品涵盖塑窗、铝窗、木窗、聚氨酯、玻璃钢及各类复合窗紧固件,共计五千多个规格品种,产品还在进一步丰富和发展。为了更好的服务客户,公司不断丰富和完善自己的产品结构。
公司拥有完善的质量管理系统,先进的质量检测设备和专业的质量管理队伍,产品质量采取批次可追溯管理,公司是上海建筑五金门窗协会和上海建筑装饰协会幕墙委员会的长期会员单位。
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