在航空、汽車制造等對安全要求高的領域,一顆螺絲的緊固質量并不是扭矩擰到位那么簡單,通常要通過多步擰緊的策略來提高最終的鎖付質量,但這對智能擰緊槍的要求較高,提供高精度控制的同時還要能單獨設置每一步的擰緊參數(shù)。本文我們就針對“擰緊反松反復三次”的策略,來詳細剖析每一步背后所暗藏的“玄機”。

第一次:50%目標扭矩擰緊+反松——消除初始間隙,釋放裝配應力
l 第一步將螺絲擰至目標扭矩的 50%,僅讓螺紋初步嚙合、連接件表面貼合,再完全反松至無應力狀態(tài)。
l 這一步的關鍵作用的是破除裝配初期的“隱性障礙”—— 螺絲與螺母的螺紋嚙合面可能存在加工毛刺、氧化層,連接件間也可能有微小裝配間隙,會導致初始擰緊時出現(xiàn)“虛假貼合”,即看似擰到位,實則存在微小間隙或局部受力不均,而50% 的低扭矩擰緊能讓各部件先形成基礎貼合,而反松操作則能讓螺絲和連接件在無外力約束下自然回彈,釋放因初步貼合產生的瞬時彈性應力。

第二次:70%目標扭矩擰緊+反松——校準受力軌跡,均勻載荷分布
l 第二步再次擰緊螺絲,直至扭矩達到目標值的70%,此時所有螺紋的齒面均已嚙合,連接件之間的間隙完全消除,部件表面形成緊密貼合,隨后再次反向擰松,直至螺絲恢復無應力狀態(tài)
l 經過第一次操作,雖然障礙已清除,但螺紋嚙合仍可能存在“局部偏載”,尤其在螺絲與螺母的螺旋升角存在微小偏差時,容易出現(xiàn)“單齒或少數(shù)幾齒承擔主要載荷”的問題,而70%的扭矩擰緊,能強制螺紋全齒面逐步均勻貼合,讓載荷從局部集中變?yōu)槿X分布,反松過程則能進一步釋放螺紋嚙合時產生的扭轉殘余應力,若不釋放,后續(xù)會逐步抵消緊固扭矩。

第三次:標準力矩擰緊——穩(wěn)定鎖付狀態(tài),確保長期可靠
l 第三步是最終定型操作,按照工藝文件規(guī)定的標準力矩慢速擰緊螺絲,擰緊過程中保持扭矩勻速上升,直至達到標準值后停止,不再進行反松。
l 經過前兩步的操作,螺絲的螺紋已實現(xiàn)全齒面均勻嚙合,連接件間無間隙、無殘留應力,此時按標準力矩擰緊,能讓螺絲獲得穩(wěn)定的軸向預緊力,且殘余扭矩完全符合工藝要求。前兩次反松已提前釋放了大部分彈性應力和裝配應力,避免了螺絲在后續(xù)使用中因應力緩慢釋放導致的扭矩衰減,比如汽車行駛中的顛簸、航空發(fā)動機工作時的高溫振動,都可能引發(fā)未釋放應力的二次變形,進而導致螺絲松動。

經過該工藝擰緊的螺絲,螺紋貼合穩(wěn)定、載荷分布均勻,即便長期處于復雜工況,也能保持緊固力度,真正達到“長期可靠”的核心要求。這套工藝對智能擰緊槍的要求同樣嚴苛,不僅需要支持多步的可編程操作,還需能準確設置每一步的扭矩值、擰緊速度、暫停時間(反松后暫停使應力充分釋放),同時具備扭矩反饋功能,實時監(jiān)測每一步的實際扭矩值,確保操作按工藝要求落地。
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