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☆ 為什麼德國工(gōng)人擰螺栓擰三圈回半圈?操作有問題嗎(ma)?

2022-12-13 09:12:09
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你聽(tīng)說過嗎(ma),德國工(gōng)人擰螺栓有一(yī)個擰三圈回半圈的說法,好多人都不知(zhī)道是什麼原因。

有這樣一(yī)個故事:

同樣品牌型号的汽車(chē)有原裝進口和國内組裝之分(fēn)。在國内組裝時一(yī)個細節讓管理者相當頭疼,德國原裝時,工(gōng)人擰螺絲嚴格按照作業指導書(shū)的要求執行進三圈再退回半圈;

在中(zhōng)國組裝工(gōng)廠也同樣這樣要求,但組裝工(gōng)人在最後回半圈時偷懶的比較多,但這是肉眼看不到的差異,随着時間的推移,那個半圈的影響就顯現出來了。同樣的汽車(chē)型号,國産車(chē)的某些部位明顯比進口車(chē)故障和維修率高。

德國人對于工(gōng)匠精神的嚴謹與執着讓國人稱贊。有些朋友會問直接擰兩圈半不就完了嘛?但是事實是這樣的嗎(ma)?

在多數的德國高端機械設備的工(gōng)廠裡,對于特殊部位組裝時,關于擰螺絲,是有嚴格的操作手冊指導完成的,施加多大(dà)的扭矩都有明确規範。

其實,螺絲在擰緊後,為了防止松動,應額外(wài)施加一(yī)個預緊力,因此松半圈後預緊力将消除,螺絲在擰緊後處于彈性形變中(zhōng),尤其是在高溫和震動載荷的情況下(xià),

長期這樣持續壓力會産生(shēng)蠕變,螺絲變成塑性變形後,其強度會大(dà)幅下(xià)降甚至失效。退回半圈是讓彈性形變恢複一(yī)些,同時消除預緊應力,

以後螺絲在持續壓力的變形還是在彈性形變之中(zhōng),産生(shēng)塑性應變和失效的幾率大(dà)幅降低,使螺絲能保持持續高強度的壓力,而直接擰兩圈半是達不到這樣的效果。

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擰緊過程的簡要分(fēn)析

1、541規則(即50%、40%、10%)

參見圖A:通常情況下(xià),在螺栓的擰緊過程中(zhōng),實際轉化為螺栓夾緊力的扭矩僅占10%,其餘50%用于克服螺栓頭下(xià)的摩擦力,40%用于克服螺紋副中(zhōng)的摩擦力,這就是“541”規則,主要反映夾緊力與摩擦力之間的關系。

但若施加一(yī)定的改善措施(如塗抹潤滑油)或螺紋副中(zhōng)存有缺陷(如雜(zá)質、磕碰等),該比例關系會受到不同影響而改變。

圖片
541規則

2、螺栓連接件的特性

圖片
螺栓連接件特性

擰緊過程的主要變量:

-扭矩T:所施加的擰緊動力矩,單位牛米(Nm)
-夾緊力F:連接體(tǐ)間的實際軸向夾(壓)緊大(dà)小(xiǎo),單位牛(N)
-摩擦系數U:螺栓頭、螺紋副中(zhōng)等所消耗的扭矩系數;
-轉角A:基于一(yī)定的扭矩作用下(xià),使螺栓再産生(shēng)一(yī)定的軸向伸長量或連接件被壓縮而需要轉過的螺紋角度。

德國連接專家清晰講解螺栓計算

視頻(pín) ▼

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螺栓擰緊的控制方法

1. 扭矩控制法

定義:當擰緊扭矩達到某一(yī)設定的控制扭矩時,立即停止擰緊的控制方法。

優點:控制系統簡單、直接,易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來檢查擰緊的質量。

缺點:控制精度不高(預緊力誤差±25%左右),也不能充分(fēn)利用材料的潛力。

2. 扭矩-轉角控制法

定義:先把螺栓擰到一(yī)個不大(dà)的扭矩後,再從此點開(kāi)始,擰一(yī)個規定的轉角的控制方法。

優點:螺栓軸向預緊力精度較高(±15%),可以獲得較大(dà)的軸向預緊力,且數值可集中(zhōng)分(fēn)布在平均值附近。

缺點:控制系統較複雜(zá),要測量扭矩和轉角兩個參數;且質檢部門也不易找出适當的方法對擰緊結果進行檢查。

3. 屈服點控制法

定義:把螺栓擰緊到屈服點後,停止擰緊的一(yī)種方法。

優點:擰緊精度非常高,預緊力誤差可以控制在±8%以内;但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強度。

缺點:擰緊過程需要對扭矩和轉角曲線的斜率進行動态的、連續的計算和判斷,控制系統的實時性、運算速度等都有較高的要求。
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