上期和大家简单聊了一下螺栓紧固的原理,知道了如何拧紧螺栓后,今天咱们来聊一聊,针对各种工况和不同要求的螺栓,应该如何选择合适的拧紧工具。
大家在使用手动或电动工器具拧螺栓的时候,有一个直观的感觉是:“拧的圈数越多,就能把连接件夹得越紧。”实际上,对螺栓而言,咱们紧固它的过程中,扭矩值和旋转角度是这样的关系。
螺栓上的螺纹展开后等效为具有一定坡斜度的斜面,因此螺栓旋紧的圈数(转角)可以理解为“螺母在斜面上移动的距离”。
在螺栓头(和螺母)与连接件完全贴紧后,螺栓和连接件都发生弹性形变。螺栓受拉变形(连接件受压变形)。
当螺栓被拉长到弹性形变的极限后,也就是屈服点之后,螺栓开始发生塑性形变。此时螺栓处于塑性形变区。
当螺栓被拉长到超过塑性形变极限后,螺栓就会发生断裂。
基于上图,有三种紧固方法和大家分享。下面小埃就来根据这三种紧固方法聊一聊如何选型吧~
01扭矩控制法扭矩控制法是咱们最常见也最常用的扭矩控制方法。
在螺栓发生弹性形变时,达到目标扭矩,便停止拧紧。目标扭矩一般设定为屈服扭矩的50%~80%,因此螺栓还处于弹性形变区。
由于受摩擦系数(也就是工况、螺栓状态)的影响较大,获得的预紧力的偏差也较大。螺栓只处于材料屈服扭矩的50%~80%。
此方法适用于大多数非关键部位的螺栓连接,埃尔森公司液压扭矩扳手的四大系列jh、hh、dh、lh;电动扳手中cw系列和ew系列都运用了这种方法。
液压定扭矩扳手 智能泵
电动定扭矩扳手
02扭矩-转角控制法扭矩-转角控制法是相对于扭矩控制法而言更加精准的控制方法。
在扭矩达到目标扭矩值后,再迫使螺栓继续旋转30°~90°,也就是实现“转角控制”。目标扭矩一般能达到屈服扭矩的90%。扭矩-转角控制法通过角度控制,能比较精准地控制预紧力。因螺栓已经发生塑性变形,使螺栓材料被完全利用,且抗疲劳性能比较好。此方法操作比较复杂,对拧紧工具的要求较高。扭矩-转角控制法比较适合重要、关键零部件的紧固,埃尔森公司htm型手持式拧紧机(由伺服电机驱动)、tsm型拧紧轴等运用了这种方法。
htm系列手持拧紧机
tsm系列拧紧轴
03屈服点控制法屈服点控制法是三种方法中最为精确的控制方法。
红色线段表示“扭矩率”,也就是蓝色曲线的斜率。通过实时监控扭矩率k(k=δm/δθ,即变化扭矩/变化转角)来实现。在紧固过程中,当扭矩率突然变小的一瞬间,即可认定为螺栓刚好处于屈服点,此时停止紧固。
屈服点控制法适合重要关键零件的紧固。因螺栓处于屈服点处,材料被完全利用,且未发生塑性形变。
但是此方法推荐使用在重要零件的紧固过程中。对应工具为htm-s型手持拧紧机、tsm型拧紧轴。
htm-s系列手持拧紧机
tsm系列拧紧轴
当然,这里咱们只是简单的聊一聊各种紧固方法,给您提供参考,具体选型您可以关注小埃,埃尔森的所有销售小哥哥们都会第一时间为您选出最适合您工况的紧固工具。