对于软连接来说,如果工具的转速过高会导致提前触发离合,这时零件可能还没有达到要求的形变状态,即没有产生足够的预紧力,所以对于软连接来说要控制工具的最大转速。
具体的转速要求,需要通过实际模拟测试来判断。
对于硬连接而言,离合器会发生切断延迟,导致触发扭矩偏高,所以也需要模拟实际装配情况对工具进行评估。
第三类,带有控制系统的连续旋转工具
这类工具重点说电动拧紧系统。电动拧紧系统一般由电动机和控制单元组成,至少会有一个扭矩或扭矩/转角传感器,这些传感器会在拧紧过程中实时传递测量结果,一旦达到设定的工艺值,工具会立刻停止运转。
相比前两类工具而言,这类工具具有非常大的优势:
- 拧紧精度非常高,扭矩输出重复性高;
- 它可以通过拧紧程序设置两步或两步以上的拧紧步骤,可以在一把工具上实现快速旋入带钉操作和终紧操作;
- 可以实时测量拧紧过程数据,通过监控窗口的设置能够立刻识别出不合格拧紧;
- 操作者可以通过声光电信号明确的知道当前拧紧结果是否合格;
- 拧紧结果产生的数据可以用于存档。
缺点也是有的,最主要的就是这类电动拧紧系统的价格会非常高,不利于成本控制。
以上就是常见的三种拧紧工具,这三种工具,可以根据实际情况进行混搭配置。
- 通常电动拧紧系统,用于安全等级A\B类与生命安全和功能相关的拧紧点。例如车轮螺栓、副车架螺栓等会使用拧紧轴,安全带、座椅螺栓等会使用EC扳手。
- 机械离合式扭矩扳手,用于安全等级C类的小扭矩终紧操作或大扭矩带钉操作。例如挡泥板、底护板等螺钉会使用蓄电池扭矩扳手。
- 定值扭矩扳手,用于安全等级C类大扭矩终紧操作,当然它也可以用于安全等级A/B类拧紧,但是需要附加一系列的控制条件用来保证拧紧质量。
对于A\B\C类安全等级划分,不了解的老铁们可以看一下螺丝君以前发布的文章。
02
选择拧紧设备的精度
精度是什么?精度就是测量实际值与目标值之间的接近程度。
实际值与目标值非常接近,称之为精度高或者重复性高;反之实际值与目标值非常远,称之为精度低或重复性低。
精度的衡量上有很多标准,比如:
- ISO 5393(用于螺纹坚固件的回转式启动装配工具 性能试验方法);
- ISO 6789(螺钉和螺母用装配工具.手动转矩工具.设计一致性试验、质量一致性试验和重新校准程序的要求和试验方法);
- VDI 2647(拧紧工具动态测试的说明);
- JJG 707(扭矩板子检定规程);
- JJF 1610(电动、气动扭矩板子校准规范)。
那么,什么样的工具精度才能满足我们的要求呢?
首先,要看设计师所确定的扭矩公差范围。一般来说设计师确定的扭矩公差是绝对不会直接应用在装配设备选型中的。
比如,某个螺栓连接的扭矩公差为±10%,那么要想满足工艺过程要求就肯定不能使用扭矩精度为±10%的拧紧设备。
以某销量第一的合资厂为例,扭矩公差的最低限度要求为±15%。
接下来,我们再了解一下CP这个概念。
别误会啊!不是自古红蓝出CP那个啦!
我说的CP是Process Capability,也就是过程能力。
一般认为,如果过程能力能够达到满意的程度,那么CP值要大于1.33
结合设计公差±15%,得出工具的精度不能小于11%,
在实际选型中,会按照以下精度要求:
- C类低精度拧紧设备的精度要求为±10%
- A\B类高精度拧紧设备的精度要求为±5%
精度选型时,可以参考设备厂家给出的出厂精度,以某品牌拧紧设备为例:
- EC扳手精度±5%;
- 弯头拧紧轴精度±5%;
- 直柄拧紧轴精度±2.5%;
看来这家的设备可以满足我们的精度要求嘛。
03
选择拧紧设备的扭矩工作范围
类型和精度选完了,接下来需要我们来考虑一下拧紧设备的扭矩工作范围,这里以电动拧紧设备,EC扳手和拧紧轴为例。
电动拧紧设备只有在规定的扭矩范围内才能达到最佳的扭矩输出精度,这个范围需要设备厂家来提供。
根据以往的经验,一般工作在最大扭矩50%~80%左右最佳,即能保证精度又能保证经济性。
如果选取的设备扭矩范围太大,可能会导致拧紧精度不足,同时成本也会增加。如果选取的设备扭矩范围太小,可能会无法满足工艺要求,长时间工作在满负荷状态下也会严重影响设备的使用寿命。
那么该如何选择呢?光说不练假把式,让我们来实际操作一下。
第一题,设计工艺扭矩40Nm±15%
先按照工具50%~80%的区间,得出待选工具最大扭矩值范围在50Nm~80Nm之间,查询下面的参数表,找到型号为EME51-10J的设备,有效扭矩范围20Nm-70Nm,满足我们的工艺需求。
第二题,设计工艺扭矩20Nm 90°
六角法兰螺栓,直径M8,强度等级10.9,对于这种过屈服点的拧紧工艺来说,需要考虑的因素就非常多了,根据给出的信息我们来查询一下预紧力扭矩关系表。
查询该表可以得出:这个工艺最大拧紧实际力矩为55Nm,除此之外还要考虑一些其他因素,在本例中法兰面和摩擦系数波动各需要给出20%的余量。
那么,得出工艺最大扭矩55Nm*1.4=77Nm。
再看工艺扭矩20Nm 90°,设备的有效扭矩范围必须包含20Nm,所以最小扭矩20Nm,即扭矩范围20Nm~77Nm。
再次查询上面的设备参数表,找到型号为EME60-10J的设备,该设备扭矩范围20Nm~90Nm,满足我们的需求。
以上就是我所要介绍的拧紧设备选型三个要素了,在实际选型工作中需要考虑的因素还有很多,比如需要考虑工具的可达性和是否符合人机工程等等。
今天的话题,就分享到这里,不当之处,欢迎批评指正。您有任何疑问或建议,或需要源文件,或需要进群交流的老铁,可关注螺丝君*GAF螺丝君(GAF-luosijun)