力矩手冊-2教學(xué)課件

1、力 矩 手 冊,制作人：錢浩,日期： 2003.3.14,2020/9/13,2,基礎(chǔ)知識,力矩=力*長度 T=F*L=2F*L/2=F/2*2L T：N.m F：N L：m,2020/9/13,3,基礎(chǔ)知識,2020/9/13,4,工具,校準(zhǔn)和維修對于力矩工具非常 重要 校準(zhǔn)工具精度必須為被校準(zhǔn)工具精度的3倍以上，例如如果被校準(zhǔn)工具精度為1%，那校準(zhǔn)工具精度必須大于0.3%,2020/9/13,5,工具的管理,2020/9/13,6,工具精度（精度=偏差+離散）,注：以上工具是以東日牌為參考的,2020/9/13,7,螺栓力矩計(jì)算公式,T=Ffd2/2(/cos+tan）+*d/2/1000

2、(N.m),T :緊固力矩N.m Ff :軸力N d2:有效直徑mm d :基座有效直徑mm :螺紋面摩擦系數(shù). :基座面摩擦系數(shù) :齒向半角30(ISO標(biāo)準(zhǔn)) :倒角,2020/9/13,8,圖示說明1,2020/9/13,9,圖示說明2,2020/9/13,10,公式分析,(一) 假設(shè)力矩系數(shù)K= d2/2(/cos+tan+*d/2/2d” (其中d”為螺紋的公稱直徑) 則T=K*Ff*d” K1.3+0.025 (為摩擦系數(shù)),（表一）,2020/9/13,11,公式分析,(二) 導(dǎo)致力矩T變化的因數(shù)很多,但其最終都是導(dǎo)致以上公式 中的各個(gè)參數(shù)的變化而導(dǎo)致力矩值的變化. 各種因數(shù)終合起

3、來就是“4M” (1) MAN:人為的錯(cuò)誤 忘記緊固 使用錯(cuò)誤的工具 METHOD:錯(cuò)誤的緊固方法 緊固數(shù)值設(shè)定錯(cuò)誤 緊固順序錯(cuò)誤 使用錯(cuò)誤的工具,2020/9/13,12,公式 分析,(3) MACHINE:緊固器具不良 精度不良 動作不良 MATERIAL:零件不良 零件尺寸不良 零件材質(zhì)不良 潤滑不良,2020/9/13,13,公式分析,(三)力矩不良的表現(xiàn)有: 破壞零件 連接松動 連接不良 功能失效 泄漏,2020/9/13,14,正確力矩的判斷,正確的緊固力矩,Fu .破斷軸力 Ffmax.最大軸力 Ffs.標(biāo)準(zhǔn)軸力 Ffmin.最小軸力 FL.最小要求軸力(用手帶緊的力）,2020

4、/9/13,15,不正確的力矩判斷,過緊固,緊固不足,錯(cuò)誤緊固,2020/9/13,16,確定緊固力矩,確定緊固力矩的方法,（表二）,2020/9/13,17,圖示說明,2020/9/13,18,圖示說明,2020/9/13,19,檢查緊固力矩,2020/9/13,20,圖示,2020/9/13,21,再檢力矩的定義,再緊固力矩就是將已經(jīng)緊固的螺 栓、螺母按照緊固的方向再緊固直到螺栓或螺母開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的力矩，用以確認(rèn)緊固狀態(tài)進(jìn)行工藝管理。,2020/9/13,22,確定再檢力矩（日本標(biāo)準(zhǔn)）,1、把緊固裝置的力矩值設(shè)定在圖紙要求的范圍內(nèi) 2、至少準(zhǔn)備20個(gè)按照正常的裝配順序裝配的零件 3、用力矩扳

5、手測定再檢力矩值 4、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差 5、假設(shè)再檢力矩值的檢查標(biāo)準(zhǔn)： 1）再檢力矩的上限值設(shè)定為圖紙要求的上限+4， 如果再檢力矩值在圖紙要求內(nèi)， 可以不需另外假設(shè) 2）再檢力矩的下限值設(shè)定為圖紙要求的下限 6、測定三次以上的破斷力矩 7、按以下公式確定破斷力矩的最小值（A），圖紙要求的上限值的10%（B），再檢力矩的上限值（C）之間的關(guān)系： A-BC.a 8、如果a式不滿足，則把再檢力矩的上限值設(shè)定為A-B,2020/9/13,23,圖示說明,2020/9/13,24,金屬材料的力學(xué)性能,低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,O,應(yīng)力,應(yīng)變,d,2020/9/13,25,圖解,1、螺栓的材料一般為低碳鋼（含

6、碳量0.25%）、銅合金等。 2、說明圖中a、b、c各點(diǎn)的意義 比例極限p。應(yīng)力與應(yīng)變成正比的最大應(yīng)力稱為比例 極限 處于彈性變形階段 屈服極限s(此時(shí)對應(yīng)的就是破斷力矩）。繼續(xù)加載， 曲線出現(xiàn)微小波動，應(yīng)力幾乎不變而應(yīng)變增加，稱為屈服 階段，屈服階段的最小應(yīng)力即為屈服極限。 強(qiáng)度極限b.材料在斷裂前的最大應(yīng)力稱為強(qiáng)度極限 3、若應(yīng)力超過屈服極限（如f點(diǎn)），卸載時(shí)將沿與oa平行的 fg直線下降，og為永久塑性變形，gh為彈性變形。再次加載 時(shí)，-曲線則變成gfcd,相當(dāng)于提高了屈服極限。這種在 常溫下經(jīng)過塑性變形使材料強(qiáng)度提高、塑性降低的現(xiàn)象稱為 冷作硬化。在機(jī)械零件中常利用冷作硬化提高強(qiáng)度。

7、,2020/9/13,26,確定再檢力矩（中國標(biāo)準(zhǔn)）,1、采用“扭緊法”檢驗(yàn)的力矩，上限 允許比規(guī)定值大15%，下限允許減 小5%，但關(guān)鍵緊固件只允許上限增 大15%，下限不得放寬。 2、采用“轉(zhuǎn)角法”檢驗(yàn)的力矩，線痕 對準(zhǔn)原始位置偏差不超過10。,2020/9/13,27,Cp、Cpk的定義,Cp: “這是一個(gè)能力指數(shù)，定義為容差寬度除以過程能力， 不考慮過程有無偏移”（摘自統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC） 一般表達(dá)為： Cp=(再檢力矩上限-再檢力矩下限）/6 Cpk: “這是考慮到過程中心的性能指數(shù)，定義為Cpu或Cpl的 最小值。它等于過程均值與最近的規(guī)范限之間的差除以過程總分布寬度的一半?！?

8、（摘自統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC） 其中：Cpu=(再檢力矩上限-平均值）/3 Cpl= (平均值-再檢力矩下限）/3,2020/9/13,28,圖示說明,在過程受控的情況下統(tǒng)計(jì)結(jié)果服從正態(tài)分布,2020/9/13,29,正態(tài)分布簡介,正態(tài)分布含有兩個(gè)參數(shù)、，常記為N（，）。 其中為正態(tài)分布的均值， 為正態(tài)分布的方差， 0是標(biāo)準(zhǔn)差。 質(zhì)量特性X 在附近取值的機(jī)會最大。,2020/9/13,30,不合格品率P,不合格品率P：產(chǎn)品的質(zhì)量特性X超出規(guī)范限的概率 一、要計(jì)算P必須知道兩點(diǎn)： 1、X的分布：在過程受控情況下，X服從正態(tài)分布N（，） 2、產(chǎn)品的規(guī)范限：上限USL、下限LSL 二、計(jì)算P P=Pu

9、+PL 其中Pu=P（XUSL）=1-（Zu) PL=P（XLSL）=（ZL) Zu=(USL- )/ , ZL=(LSL- )/ （Zu)和（ZL)可在標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表中查得,2020/9/13,31,正態(tài)分布表,2020/9/13,32,ppm,不合格品率可以用百分點(diǎn)（%）、 千分點(diǎn)（）表示，但對 于高質(zhì)量產(chǎn)品，用%、 都過大， 因此引出百萬分點(diǎn)0/00000 記為ppm,例如： 1ppm=1/1000000=每一百萬個(gè)產(chǎn) 品中有一個(gè)不合格,2020/9/13,33,3的合格率,這樣我們可以計(jì)算X超出規(guī)范限3的合格率： Zu=（ +3）- ）/ =3 ZL=（ -3）- ）/ =-3 Pu=

10、1-（Zu）=1- （3）=1-0.99865 =0.00135=1350ppm PL=（ZL)=（-3)=1- （3）=1350ppm P= Pu+ PL=2700ppm 即：每一百萬個(gè)樣品中有2700個(gè)不合格品,2020/9/13,34, K（K=1，2，6）,規(guī)范限 合格品率 （%） 不合格品率（ppm) 1 68.27 317300 2 95.45 45500 3 99.73 2700 4 99.9937 63 5 99.999943 0.57 6 99.9999998 0.002,2020/9/13,35,Cp、Cpk的意義,Cp值反映了測量公差 Cpk值反映了測量公差和平均值 因此Cpk值更能反映出緊固裝置的精度，但“在現(xiàn)實(shí)中 很少有過程能完全符合計(jì)算Cpk所要求的條件、假設(shè)和參 數(shù)”（摘自統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）。 例如：用手動工具校準(zhǔn)的力矩計(jì)算就必須得用Cp值，而 帶傳感器的力矩檢定儀所測得的力矩值就可以用Cpk值來 衡量。,2020/9/13,36,形象說明,理想狀態(tài),2020/9/13,37,螺栓松動的原因,2020/9/13,38,參考資料,質(zhì)量專業(yè)理論與實(shí)務(wù). 錢仲侯，中國人事出版社 機(jī)械設(shè)計(jì).邱宣懷，高等教育出