紧固件扭矩-转角曲线的简要说明

汽车行业的紧固件装配线上，可能会看到上述图表（或类似），显示选定螺栓连接装配过程中采集的扭矩和角度点的图。

下面，简要说明一下用这些图表能做什么？

如何利用装配工具中的这些特性，来帮助您提高产品的质量、效率和性能？

为了回答上述问题，我们首先需要理解几个简单的概念：

但让我们试着让它变得简单，并以非常简单的方式给出这些概念：

#1-扭矩：施加在螺栓头或螺母上的必要动量，以便在压缩组装部件的同时拉伸螺栓/螺柱。扭矩是力（与螺栓/螺栓轴相切）x距离（螺栓/螺栓轴与力的驱动点之间的长度）。

#2-转角：应用于紧固件的旋转量（度）。也就是说，如果你把紧固件绕轴旋转一圈，就需要施加360度的旋转。

#3-夹紧力：产生轴向力的量，并且需要克服关节和头部（螺纹和螺纹）之间的所有摩擦，并在压缩部件紧固的同时拉伸男性紧固件。扭矩通常以牛顿x米（牛米）为单位，夹紧力通常以千牛顿（千牛）为单位。

所有紧固件装配操作的目标是共同的：

现在，我们了解并可以区分前面解释的概念，来如何使用它们分析我们的扭矩-角度曲线并作出改进？

为了举例说明这项任务，我特别收集了同一螺栓连接的不同组件的数据，并将这些点绘制在一个组合扭矩角图中（见下文）：

——螺栓1 ——螺栓2 ——螺栓3 ——螺栓4

在我们继续分析这4个完全相同的紧固连接装配过程之前，我们可以认为：完全相同的紧固连接过程，意味着完全相同的弹性形变（压缩零件时每单位力的变形mm）。

上图所有4个装配过程都呈现出非常相似的贴合扭矩（在10到12nm之间）。对于那些不理解贴合扭矩（sung torque）的人来说，可以理解为紧固连接（所有相关部件在一起，包括螺栓）开始以近似恒定的速率变形的点。

从那时起，每增加一个单位夹紧力，就意味着每一个连接部件和整个紧固连接的变形量都是恒定的。

如果连接处没有收缩（零变形），唯一变形的元件就是紧固件，如果这样，那就意味着每旋转360度，紧固件就会完全按其节距拉伸也就是说，一个M10x1.5的螺栓应该会拉伸1.5毫米。

考虑到这一点，现在看看4个装配过程，注意螺栓3所需的位移量，因此在相同的精确的紧固连接过程中，我们达到了40nm。

同时注意，与其他三条曲线（1.07到1.12nm/度）相比，该曲线的梯度为0.6nm/度。

换言之，在知道连接处刚度没有变化的情况下，我们可以很容易地假设摩擦系数有很大的变化导致第4条曲线和另外3条曲线明显不同最后结果是在所有4个装配过程之间实现的夹紧力也会有很大的变化。

虽然#1、#2和#4具有相似的扭矩特征（这并不一定意味着它是该连接处的理想选择），但#3呈现出更柔和的特性，不呈现任何塑性变形（如果我必须选择，在大多数情况下，我希望1、2和4更像3，会保证连接处有更多的夹紧力）。

通过不时查看拧紧设备扭矩转角信号，可以为接下来工作提供方向：

1. 是否需要与你的供应商核实他们有效控制了紧固件的摩擦系数，
2. 是否你获得的夹紧力变化太大（也可以与你用仪器测量夹紧力时的一组数据相比较），
3. 是否出现任何异常（图示非线性部分），
4. 是否达到甚至通过屈服点等。

最后，确定是否对该连接处做重新设计考虑或更新装配工艺和设施，来保证整个零部件系统的有效可靠连接。

来源：GAF螺丝君