为了高质量的完成装配过程,一方面需要高精度的拧紧工具,合理的装配工艺;另一方面还需要连接副稳定的扭矩系数,
然而,螺栓在紧固过程中所出现的各种问题,仍然影响着紧固的质量。
今天,螺丝君用扭矩法安装,研究拧紧转速对扭矩,扭矩系数的影响,加之转速导致的粘滑现象,并根据实验结果,控制拧紧速度的必要性。
1 理论分析
1.1 拧紧速度对扭矩的影响
Er:转动动量
J: 转动惯量
w:角速度
m:质量
r: 转轴半径
由能量公式可知:质量,转轴半径,转速,是转动动量的原因。
如果同一把电枪,转速增大,转动动量就会增大,停枪的时间就会增加,转过的角度就会增加,扭矩进而增大。
1.2 拧紧速度对扭矩系数的影响
螺栓与拧紧过程中,螺栓表面与对手件表面摩擦,导致接触表面的磨损,摩擦产生温度的升高,在拧紧速度低时,只是图层表面的磨损产生的压痕,这时接触表面的温度很低,不易生成氧化膜,摩擦系数较大;
在高速度拧紧时,接触表面会产生大量的热量,引发氧化膜的生成,导致摩擦系数较低。
关于转速导致摩擦系数的变化,张和平一文中也有介绍。
1.3 斜率(扭矩v转角)与扭矩系数
螺栓在拧紧过程,转角的大小一方面是由螺栓的伸长与对手件的压缩共同决定的,在一定的轴力下,扭矩大小是扭矩系数决定的,可知斜率与扭矩系数有一定关系:
P:螺距
D:螺纹外径
Z:连接副刚度
K:扭矩系数
以上公式可知:扭矩系数越大,斜率越大,这为下文评估摩擦系数的大小,做理论基础。