一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法与流程

本发明涉及螺栓紧固控制的，更具体地，涉及一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法。

背景技术：

1、随着汽车制造业的发展，螺纹连接作为可拆卸连接方式中不可或缺的一部分，且作为汽车零部件连接主要的方式之一，在汽车生产设计中的作用越来越明显。螺纹连接在装配时一般都需要拧紧，拧紧可使连接接合面产生夹紧力f，防止被连接件的分离、相对滑移或结合面缝隙等，其中拧紧所输入的扭矩t，在物理学里是指作用力使物体绕转动轴或支点转动的趋向，在汽车总装中是指装配工序中螺栓的拧紧程度。

2、目前，在零部件装配过程中主要采用扭矩法拧紧，其拧紧过程方便快捷，便于监控与检测，主要使用普通电池枪、定扭风枪、定扭扳手、电动拧紧机等拧紧设备设施，拧紧过程简单易操作，具有较广泛的适用性。扭矩法拧紧因操作简单等原因被广泛应用，但当连接位置存在软连接或非金属连接件等特殊连接方式时，扭矩法很难达到设计夹紧力。螺纹拧紧后，可能因设计夹紧力不够、连接件间存在软连接、连接件使用过程中的振动及冲击等动载荷或工作温度的较大变化等因素，导致摩擦系数及预紧力的降低，从而造成螺纹连接件的失效，对整车存在很大安全隐患。因此，如何对特殊连接件与螺栓进行安全和便捷地拧紧，避免连接失效，具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，解决现有汽车零部件装配采用扭矩法拧紧后，在使用过程中易产生振动及冲击等动载荷或工作温度的变化，进而造成连接件的螺纹连接松动的问题，能提高汽车零部件装配的紧固性和便捷性，提高汽车使用的安全性。

2、为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，包括：

4、获取待连接件与螺栓拧紧至夹紧贴合时对应的贴合扭矩fm，及螺栓螺距p、螺栓刚度cs和待连接件刚度cp；

5、根据所述贴合扭矩fm、所述螺栓螺距p、所述螺栓刚度cs和所述待连接件刚度cp计算得到扭矩转角θ；

6、根据所述扭矩转角θ计算螺栓与待连接件扭矩转角拧紧对应的目标扭矩t；

7、根据所述目标扭矩t对待连接件的螺栓进行拧紧，并在达到所述目标扭矩t后，再将螺栓按所述扭矩转角θ转动角度。

8、优选的，所述获取待连接件与螺栓拧紧至夹紧贴合时对应的贴合扭矩fm，包括：

9、通过多组极限装配试验扭矩得出屈服点扭矩平均数据值，将所述屈服点扭矩平均数据值20%~30%作为所述贴合扭矩fm的数据值。

10、优选的，还包括：

11、根据得出的所述贴合扭矩fm与破坏试验出得出的拧紧曲线进行比较，确保在贴合扭矩拧紧下，拧紧状态未远超贴合点，否则需降低贴合扭矩值。

12、优选的，所述计算得到扭矩转角θ，包括：

13、根据扭矩转角与螺栓预紧力的关系可得到计算公式：

14、。

15、优选的，计算所述目标扭矩t，包括：

16、根据螺栓与待连接件的扭矩转角θ与目标扭矩t关系可得到计算公式:

17、。

18、优选的，还包括：

19、对螺栓拧紧过程采用实验室分析，以得到扭矩转角参数，进而确定目标扭矩范围；

20、对待连接件与螺栓的拧紧状态进行动态扭矩分析、拧紧曲线分析和静态扭矩分析，以判断扭矩转角是否满足设备零部件紧固要求。

21、优选的，还包括：

22、记录从螺栓开始旋入、逐渐拧紧、螺栓屈服、螺栓拧断的完整过程，以获取螺栓连接副在拧紧过程中扭矩、转角、夹紧力的对应曲线；

23、选取每条曲线屈服点的90%作为扭矩转角装配的目标。

24、优选的，所述根据所述目标扭矩t对待连接件的螺栓进行拧紧，并在达到所述目标扭矩t后，再将螺栓按所述扭矩转角θ转动角度，包括：

25、第一步：将螺栓快速拧紧至所述贴合扭矩；

26、第二步：将所述目标扭矩t作为转角起始扭矩，采用慢速拧紧至所述转角起始扭矩；

27、第三步：按所述扭矩转角θ慢速拧紧螺栓至目标角度。

28、优选的，采用所述目标扭矩为90nm，所述扭矩转角为90deg进行扭矩转角装配。

29、优选的，进行扭矩转角装配的最终扭矩限值为130~175nm。

30、本发明提供一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，通过在拧紧到规定的扭矩之后,再将螺栓转动一定的角度，以达到控制螺栓的预紧力。能解决现有汽车零部件装配采用扭矩法拧紧后，在使用过程中易产生振动及冲击等动载荷或工作温度的变化，进而造成连接件的螺纹连接松动的问题，能提高汽车零部件装配的紧固性和便捷性，提高汽车使用的安全性。

技术特征：

1.一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，所述获取待连接件与螺栓拧紧至夹紧贴合时对应的贴合扭矩fm，包括：

3.根据权利要求2所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，所述计算得到扭矩转角θ，包括：

5.根据权利要求4所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，计算所述目标扭矩t，包括：

6.根据权利要求5所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，所述根据所述目标扭矩t对待连接件的螺栓进行拧紧，并在达到所述目标扭矩t后，再将螺栓按所述扭矩转角θ转动角度，包括：

9.根据权利要求8所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，采用所述目标扭矩为90nm，所述扭矩转角为90deg进行扭矩转角装配。

10.根据权利要求9所述的用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，其特征在于，进行扭矩转角装配的最终扭矩限值为130~175nm。

技术总结本发明公开了一种用于螺栓连接的扭矩转角拧紧方法，包括：获取待连接件与螺栓拧紧至夹紧贴合时对应的贴合扭矩F<subgt;m</subgt;，及螺栓螺距p、螺栓刚度C<subgt;s</subgt;和待连接件刚度C<subgt;p</subgt;；根据所述贴合扭矩F<subgt;m</subgt;、所述螺栓螺距p、所述螺栓刚度C<subgt;s</subgt;和所述待连接件刚度C<subgt;p</subgt;计算得到扭矩转角θ；根据所述扭矩转角θ计算螺栓与待连接件扭矩转角拧紧对应的目标扭矩T；根据所述目标扭矩T对待连接件的螺栓进行拧紧，并在达到所述目标扭矩T后，再将螺栓按所述扭矩转角θ转动角度。本发明能提高汽车零部件装配的紧固性和便捷性，提高汽车使用的安全性。技术研发人员：吴凤祥,温敏,程韬,陶金林,张春根,赵以新,张德育,张贡献,朱为民,罗世成受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18