浅谈螺栓扭矩

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【摘要】本文通过对在线扭矩测量与安装后扭矩测量的实验分析研究，确定动态扭矩与静态扭矩的关系。

【关键词】静态扭矩动态扭矩扭矩系数

实际的生产过程中，我们经常会发现在线式扭矩测量的力矩与安装后扭力扳手测量的力矩存在差异，这种差异就是动态扭矩与静态扭矩的区别。虽然两者有一定的区别，但也存在一定的联系。下面以K01差速器总成M11×1×22被齿螺栓力矩试验为例说明二者的关系。

一、试验方法：

1、用气动扳手将螺栓或螺母打紧，力矩不能“打过”定扭矩扳手设定值；

2、用定扭矩扳手拧紧螺栓或螺母，扳手保持匀速转动，直到螺栓或螺母达到扳手设定值，在拧紧过程中螺栓或螺母必须与被拧紧工件发生相对滑移；

3、用表盘式扭矩扳手测量螺栓扭矩的启动力矩，当螺栓或螺母与被拧紧工件发生滑移瞬间，读出表盘指示数据并记录。

二、试验数据分析：

连续测量五套差速器总成M11×1×22被齿螺栓，每套10条螺栓，根据以上试验方法得出试验3的数据如下：(定扭矩扳手设定值为80N.m)：

数据分析：

扭矩值Max=120N.m

Min=88 N.m

每组扭矩均值(X1=99.3 X2=99.5 X3=97.5X4=100.5 X5=104.6)=100.28N.m

现象描述：用定扭矩扳手将螺栓拧紧至80N.m时，换用表盘式扭矩扳手测量扭矩值最大120N.m，最小88N.m，均值为100.28.检测值普遍偏大20N.m左右。

三、理论分析：

1、螺栓连接件的特性：2、摩擦力对夹紧力的影响：

4.1硬连接：从螺栓帽断面与被拧紧工件开始贴合计算，到达到规定扭矩值螺栓转角≤30°时称为硬连接，特征：较高扭矩斜率。

4.2软连接：从螺栓帽断面与被拧紧工件开始贴合计算，到达到规定扭矩值螺栓转角≥720°时称为软连接，特征：较低扭矩斜率。。

四、结论：

实际上生产过程得到的是动态扭矩，即螺栓与被连接件之间处于相对滑动状态下测得的扭矩值保证了螺栓的动态扭矩不低于规定值，而表盘式扭矩扳手检测时，表盘上呈现的值为静态扭矩即在螺栓处于静止状态下测量的扭矩值。

两数据之间存在一个数学关系：

T静：静态扭矩T动：动态扭矩λ：扭矩系数

即T静=T动×（1+λ）

T静与T动呈线性关系，λ取值与理论分析中的1、2、3、4项有关系。

五、正确选择工具

1、根据实际的使用情况选择不同形式的工具：

 从侧面装配时，一般来说，选择手枪式的工具；

 从上面往下装配时，一般选择弯头式或者直柄式工具；

 其他装配情况均应根据实际状况选择合适的工具进行装配。

2、根据实际连接方式选择不同形式的工具:

 硬连接方式，选择气动冲击扳手（一般所说的硬连接方式指螺纹没有涂胶，螺纹部分短，连接时不加垫片等，这种连接方式在制造业中非常少）；

 软连接方式，适合选择直接驱动式扳手（转速一般比较低）进行装配，如果在该种连接方式下选择气动冲击扳手进行装配，将是一种很大的错误，对工具和工件都非常没有好处。对连接件来讲，连续的旋转和冲击将会使螺栓产生变形，而同样的工作方式会使气动冲击扳手的双锤式打击机构提前磨损。

3、根据工艺需要的扭矩值选择不同的工具：

 一般选择靠近工具扭矩范围值上限70%以下的数值作为选择工具的依据, 而不是很多种扭矩值共用一台工具;

 一般每一个不同的扭矩数值或不同规格的螺栓使用不同的工具, 接上套筒后不频繁地摘换套筒,而是靠更换不同工具满足不同的扭矩数值和工艺需要;

 尽可能减少工具前端的接头和气管长度。

综上所述，动态扭矩与静态扭矩有着一定的区别，但也存在必然的联系。我们在生产装配过程中往往将动态扭矩与静态扭矩混淆，以致于产生生产过程与检验矛盾，必须区别对待。在不同的工艺要求、连接方式等测量条件下正确选择测量工具，以保证测量数据的真实性，为我们的研究提供科学的依据。

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