一种螺栓拧紧方法转让专利
申请号 : CN202010347641.X
文献号 : CN113560860B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 狄志慧 , 伊丽花 , 田明
申请人 : 北京福田康明斯发动机有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种螺栓拧紧方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)建立横纵坐标,横坐标为角度,纵坐标为扭矩,在横纵坐标中绘制螺栓拧紧曲线,并在所述螺栓拧紧曲线上确定贴合点;
(2)在螺栓拉伸后进入弹性拉伸区间时,得出扭矩与角度的线性斜率值;
(3)在所述纵坐标上分别取起点扭矩值和终点扭矩值,所述起点扭矩值小于贴合点处所对应的扭矩值,所述终点扭矩值大于贴合点处所对应的扭矩值;
(4)螺栓开始拧紧后,当实际扭矩值大于起点扭矩值后,开始计算连续等距的Delta A角度内的平均斜率,并将这些平均斜率同线性斜率值进行比对,一旦出现两个连续Delta A角度内的平均斜率均大于所述线性斜率值,则以两个连续Delta A角度的起始值为起点,完整的拧紧一个ASG角度,同时记录最终扭矩值;
(5)基于预定试验次数的拧紧数据,将最终扭矩值进行统计学分布分析,设定最终扭矩阈值范围,当实际最终扭矩值落入该阈值范围,则判定拧紧合格,如果实际最终扭矩值超出阈值范围,即判定拧紧不合格;
其中,所述ASG角度类似于扭矩+角度法中“角度法阶段”所控制的部分,其是根据试验以及螺栓拧紧数据分布分析得出的。
2.根据权利要求1所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,在步骤(4)中,如果螺栓的实际扭矩值在到达终点扭矩值之前,一直未出现大于所述线性斜率值的两个连续Delta A角度内的平均斜率,则判定拧紧不合格,该最终扭矩值不得计入统计。
3.根据权利要求2所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,在步骤(4)中,当判定拧紧不合格时,拧紧设备发出报警信号,宣告拧紧失败。
4.根据权利要求1所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,在步骤(5)中,当判定拧紧不合格时,拧紧设备发出报警信号,宣告拧紧失败。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,所述起点扭矩值和终点扭矩值用作分析计算的起止点。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,所述起点扭矩值依据螺栓的弹性变形区范围以及目标预紧力值来确定。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,所述终点扭矩值依据螺栓的弹性变形区范围以及目标预紧力值来确定。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的螺栓拧紧方法,其特征在于,所述起点扭矩值和终点扭矩值均需落在弹性拉伸区间内。
说明书 :
一种螺栓拧紧方法
技术领域
背景技术
扭矩或控制角度的方式来间接控制螺栓拧紧后的预紧力。
采用扭矩控制,扭矩控制预紧力很大程度会受到摩擦系数的影响,而由于生产过程的局限,
摩擦系数无法实现很好的控制,这样导致实际生产中螺栓拧紧后的预紧力会出现较大偏
差。
发明内容
拧紧方法。
Delta A角度内的平均斜率均大于所述线性斜率值,则以两个连续Delta A角度的起始值为
起点,完整的拧紧一个ASG角度,同时记录最终扭矩值;
超出阈值范围,即判定拧紧不合格。
拧紧不合格,该最终扭矩值不得计入统计。
始压缩弹簧或者压缩贴合软接触面的过程中,力矩波动较大,无法准确进行理论线性拉伸
直线回归的拧紧情况,本发明非常适用。本发明可广泛应用于制造行业,通过此方法可精确
控制螺栓拧紧后的最终预紧力,最大限度的消除传统拧紧方法中螺栓及夹紧件的摩擦系数
对最终预紧力的影响,更好的实现预紧力的控制。
附图说明
具体实施方式
扭矩拧紧法还是扭矩+角度法,在控制过程中均有全部或部分拧紧过程是采用扭矩控制的,
即存在门槛扭矩(Threshold Torque)TT。
前通常称为“扭矩法阶段”,其产生的轴力与材料刚度、摩擦系数以及尺寸相关;在门槛扭矩
TT至合力扭矩(Resultant Torque)TR之间通常称为“角度法阶段”,其产生的轴力与材料刚
度以及尺寸相关,换言之,在“角度法阶段”摩擦系数的作用不明显。
的预紧力出现较大偏差,同时,门槛扭矩(Threshold Torque)越大,摩擦产生的影响越大。
完全贴合,这一点称为贴合点PS。如图1所示,在此横纵坐标中,横坐标为角度A,纵坐标为扭
矩T,贴合点PS位于螺栓拧紧曲线上,且贴合点PS是根据统计学分布分析计算得出的。螺栓在
拧紧过程中,一旦拧紧力矩大于等于贴合点PS,拉伸扭矩T与旋转角度A成理论线性关系,斜
率为K。
小门槛扭矩TT的影响,利用自动拧紧设备的计算、分析功能,发明出了一种新型的螺栓拧紧
方法——贴合点法(Snug Point Method,简称SG法)。
的拧紧数据,运用统计学分布及回归计算分析,并根据实际拧紧过程的角度及扭矩变化绘
制螺栓拧紧曲线。由于贴合点PS代表螺栓在旋入的过程中配合面完全贴合的位置,因此贴
合点PS一定位于螺栓拧紧曲线上。根据统计学分布分析计算得出贴合点PS后在螺栓拧紧曲
线上确定贴合点PS。
矩T与旋转角度A的线性斜率值TSLOPE。
起点扭矩值TcMin和终点扭矩值TcMax用作计算机步骤分析计算的起止点。而且,起点扭矩值
TcMin和终点扭矩值TcMax通常依据螺栓的弹性变形区范围以及目标预紧力值的大小来确定,
换言之,起点扭矩值TcMin和终点扭矩值TcMax均需落在弹性拉伸区间内,并且尽可能地接近
弹性拉伸区间的起始点。
连续Delta A角度内的平均斜率大于线性斜率值TSLOPE,即判定两个连续Delta A角度的起始
值为贴合点PS,以贴合点为起点,完整的拧紧一个ASG角度,同时记录最终扭矩值,完成整个
螺栓拧紧过程。其中,ASG角度类似于扭矩+角度法中“角度法阶段”所控制的部分,其是根据
试验以及数据分布分析得出的。
发出报警信号,宣告拧紧失败,该最终扭矩值不得计入统计学分布。反之,如上文所描述的
那样,如果出现了大于TSLOPE的两个连续Delta A角度内的平均斜率,则判定拧紧合格,该最
终扭矩值可计入统计学分布。
备发出报警信号,宣告拧紧失败。
螺栓拧紧情况,初始压缩弹簧或者压缩贴合软接触面的过程中,力矩波动较大,无法准确进
行理论线性拉伸直线回归的拧紧情况,本发明非常适用。本发明可广泛应用于制造行业,通
过此方法可精确控制螺栓拧紧后的最终预紧力,最大限度的消除传统拧紧方法中螺栓及夹
紧件的摩擦系数对最终预紧力的影响,更好的实现预紧力的控制。
突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文
中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。