¿Cómo apretar un tornillo?

Este problema parece "cómo poner un elefante en el refrigerador", abrir el refrigerador y poner el elefante en el refrigerador.

Entonces, ¿es realmente tan simple apretar un perno? Dejar Torc Stark explicar en detalle a continuación.

La forma en que garantizamos el torque generalmente es usando una llave dinamométrica (comúnmente conocida como llave de clic) para apretar el torque, y el multiplicador de torque tiene una función similar. Pero el torque no es el elemento que necesitamos para apretar los tornillos. El verdadero apriete consiste en sujetar las piezas de conexión mediante la fuerza de sujeción generada por la rosca.

Por lo tanto, el estándar para juzgar si el perno está apretado es la fuerza de sujeción.

El proceso de apriete del perno es el siguiente: después de apretar previamente el tornillo con la pistola de aire comprimido, tome la llave dinamométrica e insértela en la cabeza del tornillo, aplique torsión verticalmente, gire la llave dinamométrica a una velocidad constante y escuche un clic. y tu estas listo.

¿Qué pasó con el perno en este punto?

Después de girar el perno, la varilla roscada se estira bajo la fuerza y el alargamiento de la varilla roscada genera una fuerza de sujeción para sujetar la pieza de conexión.

El par aplicado no es tan simple como la fuerza de sujeción.

En la fórmula general: Fuerza (F) * Momento (L) = Torque M Es decir, cuanto más se gira el tornillo, mayor es el torque obtenido.

Pero el 90% del par se consume por la fricción y solo el 10% se convierte en fuerza de sujeción.

Por ejemplo, cuando aprieta un perno con un requisito de proceso de 10 Nm de par, realmente necesitamos el par axial de 1 Nm, que es consumido por la fricción.

¿Cuál es la relación entre la fricción y la fuerza de sujeción?

Por lo general, sigue el principio 50-40-10, es decir, 50% de fricción debajo de la cabeza del perno, 40% de fricción en el par de roscas y 10% de fuerza de sujeción. Pero la relación de la fuerza de sujeción se puede cambiar bajo algunas condiciones.

Por ejemplo, cuando se descubre que un perno tiene magulladuras o impurezas en su rosca, una vez que lo coloca en el orificio del tornillo, ¿qué tipo de fuerza de sujeción producirá dicho perno? Generalmente se cree que hay defectos (impurezas, golpes, etc.) en el par de hilos. Después del ensamblaje de acuerdo con el par de ensamblaje, habrá 50% de fuerza de fricción debajo de la cabeza del perno, 45% de fuerza de fricción en el par de roscas y solo 5% de la fuerza de sujeción que queremos. En este momento, se ha alcanzado el par de montaje de este tornillo, pero está lejos de la fuerza de sujeción que necesitamos. Si los pernos están en las partes móviles como el volante y el cigüeñal, es muy fácil que se caigan, lo que provoca lo que solemos llamar “falsa tensión”.

El ablandamiento del material elástico también atenuará la fuerza de sujeción, que también es la atenuación del par de torsión de lo que solemos llamar una conexión blanda. Por ejemplo, si el material de la junta de la culata es suave, utilizamos el método de ajuste secundario para reducir la atenuación de la fuerza de sujeción, y la atenuación de la fuerza de sujeción de los pernos del cárter de aceite a menudo es causada por la junta del cárter de aceite. (material blando) debajo de los pernos.

Imagine que necesitamos que el tornillo se estire para generar fuerza de sujeción. Cuanto mayor sea el par, más tiempo se podrá estirar el tornillo. ¿Cuanto mayor sea el torque, mejor? Cuanto más torque apliquemos, más alargado será el perno, y el perno se fracturará por tensión más allá de su límite de resistencia a la fluencia.

Perdiendo así el efecto de enlace del cerrojo.

Varios métodos de apriete de pernos.

1. Método de control de par (T)

El método de control de par es el método más simple. Se basa en la conexión roscada, cuando se aprieta la fuerza de sujeción axial F, es proporcional al par de apriete T, que se puede expresar mediante una fórmula T=K·F, y este K es el coeficiente de par. Cuando se diseña un perno, se conoce su fuerza de sujeción axial F y el par de apriete T se establece a través del proceso. Nuestro par de apriete también está regulado por el departamento de procesos. Sin embargo, en el taller de ensamblaje, a menudo se alcanza el par de apriete pero los pernos ensamblados aún no están calificados. ¿Por qué es esto?

La clave está en el coeficiente de par. El principal factor de fluctuación para el cambio del coeficiente de torsión K es el coeficiente de fricción integral u, es decir, la precisión de los pernos y orificios para tornillos, las impurezas y los golpes afectarán el coeficiente de fricción integral u. Además, este valor de K también está relacionado con la temperatura. El experimento de Sumitomo Corporation en Japón demuestra que el coeficiente de torsión K disminuirá en 0.31% por cada 1°C de aumento en la temperatura ambiente.

¿Puede el método de control de torque ser preciso? Según el informe de prueba de apriete de la Asociación Alemana de Ingenieros, cuando el error del par de apriete T es de ±0 (es decir, el par aplicado sin error), el error de la fuerza de sujeción axial del perno puede llegar a ±27,2% .

Por lo tanto, las ventajas del método de control de torque son: bajo costo y se puede usar una llave dinamométrica de herramienta de apriete simple para verificar la calidad del apriete.

Sus desventajas son: precisión de apriete insuficiente, imposibilidad de aprovechar al máximo el potencial del material y gran impacto ambiental (temperatura, roscas de tornillos, impurezas, golpes, etc.)

2. El método de control del ángulo de torsión (TA) también se denomina método de control hiperelástico.

El método de control del ángulo de torsión y rotación consiste en apretar el perno a un par pequeño, generalmente 40%-60% del par de apriete (desarrollado después de la verificación del proceso), y luego comenzar desde este punto para apretar un método de control de ángulo de rotación específico.

Este método se basa en un cierto ángulo de rotación, un cierto alargamiento axial del perno y una compresión de la junta. El propósito de hacer esto es atornillar los pernos a la superficie de contacto apretada y superar algunas irregularidades e irregularidades de la superficie, y la fuerza de sujeción axial requerida más tarde es generada por el ángulo de rotación. Después de calcular el ángulo de rotación, la influencia de la resistencia friccional en la fuerza de sujeción axial ya no existe, por lo que su precisión es mayor que la del método de control de par simple. El objetivo del método de control de par es medir el punto de partida del ángulo de rotación. Una vez determinado el ángulo de rotación, podemos obtener una precisión de apriete bastante alta.

Debido al método de apriete más avanzado, se ha producido una herramienta que se adapta a la productividad, que es la herramienta eléctrica de apriete (herramientas como una llave dinamométrica eléctrica). Se compone de un sensor de engranaje de codo de engranaje accionado por motor, etc. Es relativamente fácil establecer el par de alerta temprana y el ángulo de arranque.

Método de control de ángulo de torsión (TA) Ventajas: Se puede obtener una alta precisión de apriete y una gran fuerza de sujeción axial.

Desventajas: el sistema de control es relativamente complicado y es necesario medir dos datos de par de apriete previo y ángulo de rotación. Es difícil para el departamento de calidad encontrar un método adecuado para verificar y hacer un seguimiento de los resultados del apriete.

3. Método del punto de rendimiento

En la actualidad, este método solo lo utilizan los fabricantes de motores de automóviles que producen marcas de alta gama, porque el costo del equipo requerido es demasiado alto y solo podemos hacer algunas conjeturas sobre el equipo utilizado según este principio.

Este método se desarrolla a partir del método de control del ángulo de torsión-rotación, y el límite elástico se calcula calculando y evaluando continuamente la pendiente de la curva del ángulo de torsión-rotación.

Durante el proceso de apriete, es necesario medir la longitud natural del tornillo. Es necesario monitorear el perno en todo momento para saber la longitud estirada del perno cuando se aprieta. Esto requiere dispositivos de rayos X o infrarrojos que puedan ver y medir. Para cada perno y para juzgar el gradiente máximo y el punto de fluencia cuando el gradiente máximo cae, se requiere una computadora y el software de cálculo correspondiente para controlar el equipo de apriete automático para aplicar el par de fluencia, y aquí se requiere un equipo de apriete automático.

Pros: muy precisos, los pernos se pueden reutilizar, utilizando el máximo potencial de fuerza de compresión.

Desventajas: equipo caro

Lo anterior es la descripción de TorcStark de cómo apretar un tornillo. Entonces, ¿qué preguntas o buenas prácticas tienes sobre cómo apretar un tornillo? Por favor, deje un mensaje para discutir esto!