Atlas-Copco基本拧紧技术.ppt
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1、AC tightening techniqueBASIC TIGHTENING T E C H N I Q U E基基 本本 拧拧 紧紧 技技 术术AC Tightening Technique阿特拉斯阿特拉斯科普柯拧紧技术科普柯拧紧技术1AC tightening technique基本拧紧技术基本拧紧技术介绍装配过程中的基本问题,为正确和使用选择工具提供指导介绍装配过程中的基本问题,为正确和使用选择工具提供指导对客户来讲,成功的关键是所使用的工具设备能够匹配其特定需要对客户来讲,成功的关键是所使用的工具设备能够匹配其特定需要 2AC tightening techniqueDifferen
2、t ways of assembling装配的不同方装配的不同方法法Welding(焊接)Gluing(粘接)Riveting(铆接)Tightening with screws and bolts(螺栓拧紧连接)3AC tightening techniqueWhy use bolted joints?为什么使用螺栓连为什么使用螺栓连接接Easy and quick assembly(简单方便)Can be disassembled and reassembled(可以拆卸和重新装配)Standardised well-defined element(标准化)Cost-efficient(节
3、省成本)The bolt should be weakest link(设计成最薄弱环节)Its so easy thata child can do it4AC tightening techniqueThe thread creates the clamp load that holds the joint together螺纹建立夹紧载何使得螺纹建立夹紧载何使得工件被夹紧工件被夹紧)Clamping forceTensionTurning the nut or screw stretches the screw(旋转螺母或者螺栓拉深螺栓)Stretching the screw clam
4、ps the parts together(拉伸螺栓保证工件夹紧)The clamp load in the joint is the target of all tightening(夹紧载何就是我们的拧紧的目标)5AC tightening techniqueClamping force vs tensile load and shear load夹紧力和夹紧力和螺栓张力和剪切力螺栓张力和剪切力Shear loadShear loadTensile loadTensile loadClamping force6AC tightening technique8AC tightening te
5、chniqueBolt tension=20 kN9AC tightening techniqueBolt tension=?ton10AC tightening techniqueBolt tension=?ton=10 kN11AC tightening techniqueIs the bolt tension now approximately.现在螺栓的拉伸力大约是多少现在螺栓的拉伸力大约是多少?10 kN?20 kN?Or 30 kN?12AC tightening techniqueThe Correct answer is:正确的答案是正确的答案是:20 kN the bolt
6、pretension will NOT change(much)螺栓上承受的拉伸力螺栓上承受的拉伸力是不会变化的是不会变化的13AC tightening techniqueThe Special Fastener特殊模式特殊模式14AC tightening techniqueThe Use of the Special Fastener拧紧这个模式拧紧这个模式15AC tightening techniqueThe Joint Loaded by an Applied Force连接负载被一应用的力产生连接负载被一应用的力产生16AC tightening techniqueThe Joi
7、nt Loaded by an Applied ForceZero clamp at the interface.界面中没有夹界面中没有夹紧紧17AC tightening techniqueThe Joint Loaded by an Applied Force18AC tightening techniqueQuestionWhat is the major difference between a bolted joint on one hand and a welded,glued or riveted joint on the other hand?螺栓连接和焊螺栓连接和焊接铆接粘接
8、有什么最大的区别接铆接粘接有什么最大的区别And what is the consequence of this difference?这个不同点有什么重要的这个不同点有什么重要的19AC tightening techniqueQuestionWhat is the major difference between a bolted joint on one hand and a welded,glued or riveted joint on the other hand?THE BOLTED JOINT IS PRELOADED!螺栓连接螺栓连接有预加负载有预加负载And what is
9、 the consequence of this diffference?20AC tightening techniqueQuestionWhat is the major difference between a bolted joint on one hand and a welded,glued or riveted joint on the other hand?THE BOLTED JOINT IS PRELOADED!And what is the consequence of this diffference?ONLY A SMALL PORTION OF THE EXTERN
10、AL LOAD IS TRANSFERRED TO THE BOLT(until the preload is exceeded)!只有很小的一部分外部负载被转移到螺栓上只有很小的一部分外部负载被转移到螺栓上(直到超过预加负载直到超过预加负载)21AC tightening techniqueQuestionWhat is the major difference between a bolted joint on one hand and a welded,glued or riveted joint on the other hand?THE BOLTED JOINT IS PRELOAD
11、ED!And what is the consequence of this diffference?ONLY A SMALL PORTION OF THE EXTERNAL LOAD IS TRANSFERRED TO THE BOLT!INTERESTING BUT WHAT IS THE VALUE OF THAT?意义意义-但是这个价值是什么但是这个价值是什么22AC tightening techniqueVariations in external loads are only to a small extent transferred to the bolt=The fatigu
12、e resistance of the bolt becomes very high外部负载的变化只有很小的一部分会转移到螺栓上=这样螺栓就不容易由于负载的交变而产生疲劳损坏It provides a frictional grip=It will not come apart if the parts cannot move in relation to each other提供了一个有摩擦力的夹紧=这将不会出现部件分离如果部件不能有相互的位移23AC tightening technique螺栓连接的受力螺栓连接的受力剪切剪切拉伸拉伸24AC tightening technique一定要
13、确保施加的扭矩达到最小需要扭矩一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩夹紧力一定要高于外部载荷夹紧力一定要高于外部载荷安全余量载荷的影响因素安全余量载荷的影响因素:振动振动摩擦力的变化摩擦力的变化 连接件尺寸变化连接件尺寸变化拧紧精度拧紧精度25AC tightening technique施加的力不要超过使用极限施加的力不要超过使用极限螺栓拉伸量N夹紧力施加的力过大会使施加的力过大会使螺栓过度伸长螺栓过度伸长安全余量取决于安全余量取决于:拧紧精度拧紧精度材料等级材料等级26AC tightening technique螺栓连接应用的历史背景螺栓连接应用的历史背景27AC tightening t
14、echnique历史背景历史背景十九世纪工业革命开始,为得到更大的生产力要求工业产品必须达到:系统化质量可控性可复制性28AC tightening technique连接图连接图德国人Rotscher 在1927年提出了连接图,这种方法直到今天仍在使用,帮助我们理解连接的力学特性和进行计算。29AC tightening techniqueVDI 2230,德国工程师协会德国工程师协会 2230标准标准基于从1960年代就开始的研究,德国工程师协会(VDI,German Society of Engineers)发布了VDI2230:高负荷连接的系统计算方法Systematic Calcul
15、ation of High Duty Joints.30AC tightening techniqueVDI 2230使用范围使用范围VDI 2230的应用非常广泛,包括带60度法兰的高强度螺拴,螺丝大小从M4到M39。它给出的是单螺拴连接的分析指导。由多个螺拴组成的连接,负荷首先要被分配,使每个螺拴上的负荷确定下来。31AC tightening technique连接件图连接件图螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系拉伸弹簧压紧弹簧32AC tightening technique连接件图连接件图力伸长量压缩量螺栓拉伸连接件压缩压力拉力螺拴和连接的变形螺拴和连接的变形33AC tighten
16、ing technique连 接 图 解螺栓连接的变形关系螺栓连接的变形关系 夹紧力 变形预紧力螺栓伸长1 连接件 压缩2 34AC tightening techniqueJoint Diagrams连 接 图 解轴向工作载荷的影响轴向工作载荷的影响 力12 变形螺栓受力增加部分夹紧力减少部分1 工作载荷35AC tightening technique通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧旋转螺母或螺丝使螺丝受力旋转螺母或螺丝使螺丝受力伸长伸长螺丝伸长产生的夹紧力把连螺丝伸长产生的夹紧力把连接件夹紧接件夹紧我们需要的是连接件中的夹我们需要的是连接件中的夹紧力紧力36A
17、C tightening techniqueTorque measurement扭矩测量扭矩测量The applied torque is measured应用力矩应用力矩Clamping forceNeeded需要的夹紧力需要的夹紧力Clamping force is the aim at but it is hard to measure.Torque is easy to measure and apply.夹紧力是目标但是比较难测量但是扭矩比较容易测量37AC tightening techniqueTorque T=FxrrFTa rFTbTa=FrTb=FrResult:Ta=2
18、TbF=applied force(in Newton)r=lever length(in meters)38AC tightening technique为了拧紧螺栓为了拧紧螺栓,必须施加力以便拧紧螺母必须施加力以便拧紧螺母/螺丝螺丝39AC tightening techniqueClamping force depends on torque and other factors 夹紧夹紧力的因素是扭矩和其余的因素力的因素是扭矩和其余的因素Fm=T/(0.16P+(g*0.58*d2)+(Dkm/2)*k)Definitions:Fm=clamping force夹紧力P =pitch o
19、f thread螺距g =friction value in thread;螺纹摩擦系数d2 =diameter bolt螺纹中径Dkm=size of surface bolt(nut)-head螺栓头小表面尺寸Dkm=(dw+dh)/2 k=friction value surface bolt-head螺栓头下的摩擦系数40AC tightening technique50%10%40%Friction betweenthread bolt andthread nut螺纹和螺帽螺纹和螺帽的摩擦力的摩擦力Clamping force夹紧力夹紧力 Friction under bolt-he
20、ad螺栓头下的摩擦力螺栓头下的摩擦力50%40%Relation between applied torque and clamping force扭矩和摩擦力的关系扭矩和摩擦力的关系41AC tightening techniqueChanging friction:bolt-head螺栓头下的摩擦力变化螺栓头下的摩擦力变化Teflon washer塑料惦片塑料惦片42AC tightening technique40%20%40%40%40%Teflon washer塑料垫片塑料垫片Friction betweenthread bolt andthread nut螺纹和螺螺纹和螺帽的摩擦力
21、帽的摩擦力Clamping force夹紧力夹紧力 Friction under bolt-head螺栓头下的摩擦力螺栓头下的摩擦力Relation between applied torque and clamping force扭矩和摩擦力的关系扭矩和摩擦力的关系43AC tightening techniqueLess friction:40%20%40%44AC tightening techniqueChanging friction:bolt-head螺栓头下的摩擦力变化螺栓头下的摩擦力变化Locking washer防松垫片防松垫片45AC tightening techniqu
22、e60%0%40%60%40%Locking washer防松垫片防松垫片Friction betweenthread bolt andthread nutClamping force Friction under bolt-headRelation between applied torque and clamping force扭矩和摩擦力的关系扭矩和摩擦力的关系46AC tightening techniqueMore friction60%0%40%47AC tightening techniqueChanging friction:thread bolt-nut螺纹的摩擦力变化螺纹的
23、摩擦力变化Oil on the threads加油加油48AC tightening technique50%20%30%50%30%Oil on threadsFriction betweenthread bolt andthread nutClamping force Friction under bolt-headRelation between applied torque and clamping force49AC tightening techniqueLess friction:50%20%30%50AC tightening techniqueChanging frictio
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