[发明专利]一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定及螺栓拧紧方法

说明书

本发明公开了一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定及螺栓拧紧方法，包括获取拧紧过程曲线及试验数据；截取近线性段试验数据绘制散点图；比较转动角度‑扭矩和转动角度‑预紧力散点图可决系数rsupgt;2/supgt;，选rsupgt;2/supgt;大的一组线性段试验数据，计算线性段直线方程；分析扭矩/预紧力拧紧过程曲线中线性段、非线性段的临界点坐标，该临界点对应的扭矩值为贴合扭矩；获取扭矩/预紧力最大值对应的坐标，最大值对应的转动角度与临界点对应的转动角度做差，差值为转角。根据实际使用的扭矩法拧紧试验数据，无需重复的试验数据迭代计算，精准、有效制定扭矩转角法的贴合扭矩和转角，提高螺栓连接装配质量；针对扭矩转角法，提出转角分段式拧紧方法，提高螺栓连接预紧力一致性。

技术领域

本发明涉及紧固件装配技术领域，尤其涉及一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定及螺栓拧紧方法。

背景技术

拧紧工艺和拧紧方法是制造行业的核心技术之一，主要是指将两个或多个部件通过螺栓连接在一起，并具备一定的预紧力。目前，工程机械行业通常采用扭矩法拧紧方式，即采用拧紧工具将螺栓直接拧紧至目标扭矩，采用该拧紧方式拧紧螺栓时，大部分扭矩转化为螺栓的摩擦力，而非螺栓连接的预紧力，致使工程机械产品螺栓连接可靠性受到影响。

扭矩转角法是目前大多采用的一种高精度的螺栓拧紧工艺，采用扭矩转角法拧紧螺栓时，首先对螺栓连接副施加一个贴合扭矩，使螺栓连接副充分相互接触，然后再将螺栓旋转一定的角度，从而完成螺栓拧紧。与扭矩法相比，其优点是螺栓拧紧后其预紧力散差较小，精度高。目前，尚无关于制定扭矩转角法拧紧方法的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定及螺栓拧紧方法，在螺栓弹性范围内，根据实际使用的扭矩法拧紧试验数据，无需重复的试验数据迭代计算，精准、有效制定扭矩转角法的贴合扭矩和转角，提高螺栓连接装配质量；针对扭矩转角法，提出转角分段式拧紧方法，提高螺栓连接预紧力一致性。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明提供了一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定及螺栓拧紧方法，包括：

获取拧紧过程曲线及试验数据；

根据获取的试验数据和拧紧过程曲线，截取近线性段试验数据，绘制散点图；

比较转动角度-扭矩和转动角度-预紧力散点图可决系数r²，选取r²大的一组线性段试验数据，计算线性段直线方程；

根据获取的拧紧过程曲线、试验数据和线性段直线方程，分析扭矩/预紧力拧紧过程曲线中线性段、非线性段的临界点坐标，该临界点对应的扭矩值即为贴合扭矩；

根据试验数据，获取扭矩/预紧力最大值对应的坐标，最大值对应的转动角度与临界点对应的转动角度做差，差值即为转角。

进一步地，获取拧紧过程曲线及试验数据的方法包括：

模拟生产现场实际装配条件，所述装配条件包括试件和试验条件，所述试件包括螺栓、螺母及被连接件，所述试验条件包括螺纹胶、拧紧速度及拧紧扭矩；

模拟实际拧紧过程，定扭矩下拧紧螺栓，获取螺栓的拧紧过程曲线及试验数据。

进一步地，获取螺栓的拧紧过程曲线的方法包括：

以扭矩法进行拧紧试验，采用扭矩-力-角度复合传感器及数据处理系统，直接采集试验数据并生成以转动角度为横坐标，拧紧扭矩和预紧力为纵坐标的拧紧过程曲线。

进一步地，所述线性段直线方程的公式如下：

或

其中，F为预紧力计算值；T为扭矩计算值；为直线方程斜率均值；θ为转动转角；C为线性方程截距。