动转矩和静态转矩的影响因素及控制方法

小夏 汽车 更新 2024-02-05

有没有可能遇到这样的问题的旧熨斗?

不同连接对的动态转矩为30Nm,但有些连接对的静态转矩为33Nm以上(高于动态转矩),而有些连接副只有26Nm以下(低于动态转矩),这是为什么呢?

哪些因素会影响动态扭矩和静态扭矩? 两者之间有什么联系和区别? 在实际申请过程中应该如何控制?

今天,螺丝君通过这篇文章回答你的问题。

动态扭矩是在螺栓拧紧过程中用喷枪传感器测得的扭矩,是螺栓克服动摩擦而达到的扭矩。 扭矩扳手和电动工具都可以施加动态扭矩。

下图显示了高精度喷枪的拧紧曲线,曲线的终点是动态扭矩。

静扭矩是紧固件螺栓拧紧后,克服紧固方向的静摩擦而达到的最大扭矩。

通常使用的刻度盘或数字扭矩扳手测量的扭矩值是静态扭矩。

动态扭矩测量的目的是确保拧紧过程中的扭矩是可以接受的。 静态扭矩测量的目的是验证动态过程没有变化,同时保证联轴器拧紧后夹紧力的可靠性。

静态扭矩应与动态扭矩一致。 但实际上,两者之间的关系主要受静摩擦和弹性衰减两个方面的影响。

1.静摩擦力的影响。

由于存在静摩擦,在检查过程中需要额外的扭矩来克服静摩擦并移动螺栓。 因此,静态扭矩有高于动态扭矩的趋势。

在某些情况下,我们测量的静态扭矩高于动态扭矩。 这并不意味着有更大的锁模力,而只是静摩擦力的影响。

2.弹性衰减的影响。

由于静态扭矩是在拧紧后测量的。 经过一定时间后,受力材料中会发生蠕变和嵌入。 产生扭矩衰减。 弹性衰减会导致静态扭矩产生小于动态扭矩的趋势。

通常,硬连接上的静态扭矩一般大于动态扭矩,如下图所示,B点的扭矩(静态扭矩)高于A点的扭矩(动态扭矩)。

软连接上的动态转矩一般大于静态转矩,如下图所示,B点的转矩(静态转矩)小于A点的转矩(动转矩)。

根据紧固件的连接方式,作用在联轴器副上的动力矩和静态力矩也不同。 与典型硬连接和软连接紧固件的静态和动态扭矩数据进行了比较。

让我们举一个实际的例子,看看软连接和硬连接中静态转矩和动态转矩的区别。

表 1 显示了硬链接方法中的 10 组动态和静态扭矩测量值。 动态均值计算为 9184n.m,静态均值为10139n.m。

表1 硬连接方法的扭矩测量数据

表 2 显示了软连接方法的 10 组动态和静态扭矩测量值。 动态平均值计算为 9042n.m,静态均值为 7778n.m。

从以上两组数据的比较可以得出结论,对于硬连接形式的螺纹副,静态转矩大于动态转矩,而对于软连接形式的螺纹副,静态转矩小于动态转矩。

表2 软连接方式的扭矩测量数据

一般文件中给出的扭矩标准是动态扭矩,而实际检查员用刻度盘扭矩扳手检测到的扭矩是静态扭矩。 一般来说,动态扭矩和静态扭矩是有区别的。

为了更好地控制螺栓的扭矩,汽车总成的螺栓扭矩可以分为两部分来控制,一种是在拧紧过程中采用动态扭矩控制,另一种是用静态扭矩监督装配零件。 这样可以更准确、更真实地反映螺栓的实际扭矩。

表3 动态扭矩试验数据

根据以上数据,30组动扭矩的平均值为9833n.m,然后计算标准偏差 (sigma) 为 051. 最后,根据三西格玛原理计算动态控制规范的上限和下限以及目标值。

表3动态扭矩数据采集表的上限为9986n.m,下限值为9682n.m。上下限四舍五入平均,动态转矩控制范围为97Nm~100n.m。

表4 静态扭矩试验数据

根据以上数据,计算出30组的平均静态转矩为8542n.m,然后计算标准差 (sigma) 为 171、最后,根据三西格玛原理计算静控规范的上限、下限和目标值。

表4 静态转矩数据采集表 转矩上限为9055n.m,下限值为029n.m。上下限四舍五入平均,静态转矩控制范围为80Nm~91n.m。

连接器的柔软度和硬度。

要连接的较软部件:例如铝。

紧固件尺寸:直径小,长螺栓柔软。

涂层:特殊涂层材料柔软。

是否有垫圈:有些垫圈偏软。

温度影响:钢和铝连接,不同的材料有不同的热膨胀系数。

拧紧设备及拧紧方法。

拧紧工具:拧紧设备的误差。

拧紧方式:一步拧紧和多步拧紧,角度法拧紧和扭矩法拧紧。

扭矩检测。 人员:同一扳手,不同人员测试出值不同,静态扭矩测量人员应经过培训和认证才能工作。

检测工具和方法:工具和方法的差异会影响检测结果。

第一动转矩和静态转矩是保证连接副质量的两个重要指标,两者不同,有一定的关系。 动态扭矩测量的目的是确保拧紧过程中的扭矩是可以接受的。

静态扭矩测量的目的是验证动态过程没有变化,同时保证联轴器拧紧后夹紧力的可靠性。

影响动力矩和静态力矩关系的因素包括连接副的软硬、拧紧设备和拧紧方法、扭矩检测等。

第二在实际应用中,需要区分连接副的连接状态,建立关键的动静态转矩控制图,通常根据实际连接副的测试数据,采用统计方法确定控制表,并定期优化控制表。

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