[发明专利]一种修正单螺栓扭矩转角法拧紧误差的方法

说明书

本发明公开了一种修正单螺栓扭矩转角法拧紧误差的方法，其特征在于具有如下步骤：S1、建立扭矩转角法修正角公式：且S2、计算螺栓刚度K₁；S3、建立试验台总刚度K_总与被连接件刚度K₂的关系式；S4、单螺栓拧紧仿真求解K_总；S5、计算被连接件刚度K₂；S6、根据公式(2)计算螺栓与被连接件的相对变形ΔL，根据公式(1)计算修正角Δθ。本发明充分考虑扭矩转角法转角对预紧力以及装配性能的影响，提出了一种修正单螺栓扭矩转角法拧紧误差的方法，本发明通过对转角进行修正，来保证螺栓预紧力达到合理值，从而减小预紧力分散性。

技术领域

本发明涉及螺栓拧紧领域，具体地说是一种修正单螺栓扭矩转角法拧紧误差的方法。

背景技术

近几年来，我国对于装配紧固技术高度重视，但由于国内缺乏对螺栓拧紧的机理研究，在重要装配环节的螺栓连接部件上普遍存在螺栓拧紧装配精度不高，工作效率低，经常导致装配质量不稳定、装配组件的动刚度分散性大、结构耐久性差等问题。针对装配关键连接部位特殊结构对预紧力的演变机理和装配精度的影响开展研究，不仅可以提前验证先进拧紧工艺的合理性，为后期数字化智能装配线中自动化技术的应用奠定基础，同时也为紧固件在制造领域建立标准奠定了基础。

目前，装配螺栓拧紧方法主要是扭矩法和扭矩转角法，且扭矩转角法的精度优于扭矩法，因此实际装配中多采用扭矩转角法。试验中扭矩转角法测量参数有输入扭矩、螺栓预紧力和转角。螺栓预紧力是通过扭拉传感器进行测量，测量过程中由于被连接件和传感器存在间隙导致实验台刚度下降，从而导致螺栓和被连接件之间的相对位移增加，螺母转角增加，最后得到的试验转角比实际转角偏大。若在实际装配拧紧过程中，转角过大会造成预紧力控制不均匀，将导致连接螺栓受力不均，个别连接螺栓超过设计载荷，导致连接螺栓组整体强度下降，装配结构连接失效；可见，螺栓施加恰当的预紧力，对保证装配体的正常安全工作具有十分重要的意义。

发明内容

本发明针对螺栓扭矩转角法拧紧过程中出现的转角过大问题，提出了一种修正单螺栓扭矩转角法拧紧误差的方法，能够使螺栓在拧紧过程中的预紧力控制在合理范围内，以减小装配预紧力的分散性。本发明采用的技术手段如下：

一种修正单螺栓扭矩转角法拧紧误差的方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、建立扭矩转角法修正角公式：

其中ΔL为螺栓与被连接件的相对变形，P为导程，θ_测为实测转角，Δθ为修正角，且

其中ΔF为预紧力目标与扭矩转角法起始扭矩预紧力之差，K₁为螺栓刚度，K₂为被连接件刚度；

S2、计算螺栓刚度K₁；

S3、建立试验台总刚度K_总与被连接件刚度K₂的关系式；

S4、单螺栓拧紧仿真求解K_总；

S5、计算被连接件刚度K₂；

S6、根据公式(2)计算螺栓与被连接件的相对变形ΔL，根据公式(1)计算修正角Δθ。

所述步骤S2的具体步骤如下：

根据螺栓实际尺寸计算螺栓刚度K₁，如式(3)所示：

其中E₁为螺栓的弹性模量，L_i为螺栓分块长度，A_i为螺栓分块截面积；