拧紧技术-尖叫螺栓的失效与分析精选.pdfVIP

螺栓拧紧中的尖叫 上海途泰工业工具 什么是Stick Slip尖叫螺栓 • 螺栓在拧紧过程中有尖锐的“尖叫声” • 扭矩随着角度忽高忽低，波动很大 • 拧紧后扭矩“合格”，夹紧力“不合格” 2 Stick Slip的典型扭矩曲线 Torque vs. Angle 1200 1000 800 ] m 600 N [ e Torque u q r 400 o T 200 0 0 100 200 300 400 500 600 700 -200 Angle [deg] 3 Stick Slip产生的部位 Type 1: Under the head - high frequency 类型1：发生在螺栓头下 ——高频 Type 2: In the thread- lower frequency 类型2 ： 在螺纹上—— 低频 4 Stick slip:60Hz,人耳可以听见 5 Stick Slip:6-20Hz，人耳不可听见 6 Stick Slip的后果 • 夹紧力与扭矩的关系失效，在峰值扭矩的时候，夹紧力可 能依然不足。 • 工具损耗极大：一次拧紧过程中，工具受到来回交变载荷 数百次 • 传感器精度下降：传感器同样受到交变载荷 7 Stick Slip常见来源 • Stick Slip常见来源 In general: 通常： – 工件表面粗糙 – 螺纹副摩擦系数高 – 软连接，拧紧过程中发热严重 – 拧紧速度太高（造成螺栓涂层脱落） Type 1:类型1： – 某些涂层（如孔密封漆，达克罗，交美特等） – 某些一体式带垫片的螺栓 – 螺栓头材料软 Type 2:类型2： – 高L/D （长度/直径）比的螺栓 – 长螺纹尤其是软性材料 – 螺纹摩擦力/螺栓头摩擦力比值太高（包括螺纹半径/螺栓头半径） 8 Stick Slip:工具需要考虑的因素 • 工具需要避免以下情况： – 高速拧紧 – 多步拧紧 – 在高扭矩点重新启动 – 在各步骤间没有扭矩保持/加速度太大 – 工具的齿轮比太高（工具马达太小，靠齿轮组放大扭矩） – 工具反作用力臂刚性不足 9 如何避免Stick Slip？ • 降低加速度 • 避免高扭矩启动 • 步骤间保持扭矩 • 降低拧紧速度 • 检查拧紧过程——尤其是引起发热的步骤 • 降低摩擦系数 • 加强反作用力臂的刚性（力臂或者延长杆） • 使用大尺寸马达和小齿轮比（降低工具内的能量消耗） 10 总结 • 尖叫螺栓的根源是产生于工件软硬，螺纹副，螺栓，涂层， 工具，力臂等，是一个系统的问题 • 解决尖叫螺栓，可能要牺牲节拍，或者增加预拧紧工具等 • 需要RD的数据支持 • 每个尖叫螺栓的产生原因都有可能不一样，所以需要独立 对待。 11 More Than Productivity