螺栓拧紧不仅仅要考虑螺栓,螺纹副的摩擦力,螺栓头的摩擦力,还要考虑螺栓连接的特性,也就是要把连接分类。
根据ISO5393,可以把螺栓连接分为软连接和硬连接。
在螺栓装配技术中,关于“硬连接”和“软连接”是一个非常重要的概念,因为连接形式的不同,可能引起较大的误差。
扭矩随转角的增加量,即扭矩率将会随着联接体的不同而变化很大,即使是拧紧特定的联接体,扭矩率也会存在明显的变化,所以任何工具的性能测试都应在联接体的扭矩率得到控制的条件下进行。
01 基本术语
软连接(低扭矩率连接):通常要将紧固件转动几转才能完成拧紧过程。从装配测试扭矩值的10%-100%范围,角位移变化不小于650度, 从装配扭矩0%到100%的范围内,总角位移大于720度)。
软连接会有什么样的问题呢?
固然没有过扭的影响,但是软连接,容易引起扭矩衰减的发生,因为连接软,在多个螺栓的装配中,容易在拧紧完成后,连接发生塑性形变,导致装配力矩不足。
硬连接(高扭矩率连接):通常拧紧过程在几分之一转中就会完成拧紧过程。从测试扭矩值的10%-100%的范围,角位移变化不大于27度, 从测试扭矩0%-100%的范围内,总角位移为30度;从测试扭矩5%到10%的过渡转角应不大于10度。
那硬连接对拧紧有什么影响呢?
最常见的就是过扭,也就是最终扭矩超过扭矩范围的上限,因为螺栓到达贴合面之后,只要转动很小的角度就到达了最终拧紧。这个时候就需要调整工具的转速,尽量降低转速,提高最终拧紧的精度。这就好比开车时刹车一样,如果刹车距离短,那就必须提前降低车速。
02 扭矩衰减
扭矩衰减:拧紧工作完毕后,如果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。
03 数据分析
(1)下图为硬连接时,静态和动态力矩的对比:
(2)下图为软连接时,静态和动态力矩的对比:
从上图中可以看出:
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。
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、由于静态扭矩检测需要考虑进人为的因素,同时因为静态扭矩受摩擦力的影响非常大、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、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。