Derzeit überwiegend industriellBolzenAnziehvorgänge erfordern eine präzise Kraftsteuerung, nämlich den Drehmomentsteuerungsprozess. Dieser Prozess schließt die Befestigung ab, indem ein fester Drehmomentwert eingestellt oder der Doppelsteuerungsmodus „Drehmoment + Winkel“ übernommen wird, um eine stabile und qualifizierte axiale Klemmkraft zu erhalten und die Montagegenauigkeit und langfristige Betriebszuverlässigkeit der Gewindeverbindungen sicherzustellen.
Das Anziehen von Schrauben ist ein komplexer mechanischer Kopplungsprozess. Die Anzugsqualität wird hauptsächlich von vier Kernfaktoren beeinflusst: Drehmomentwert, axiale Vorspannung, Reibungskoeffizient der Kontaktfläche und Materialhärte. Nur durch eine umfassende Kontrolle der oben genannten Parameter können sichere, stabile und qualifizierte Schraubenanzugsergebnisse erzielt werden. Herkömmliche Drehmomentschlüssel können die Drehmomentkontrollanforderungen herkömmlicher Arbeitsbedingungen erfüllen und sich an normale Montagestandards anpassen. Bei wichtigen Gewindeverbindungen, die eine hohe Präzision und Sicherheit erfordern, können manuelle Drehmomentschlüssel allein diese Anforderungen jedoch nicht erfüllen.
Die Abweichungen in der Genauigkeit der Drehmomentregelung sind hauptsächlich auf zwei Aspekte zurückzuführen: Eingriffsreibung zwischen Gewindepaaren und Kontaktreibung zwischen Schraubenkopf und Werkstückoberfläche. Der Reibungsverlust beim eigentlichen Anziehen ist extrem hoch. Unter normalen Arbeitsbedingungen können nur etwa 10 % des Eingangsdrehmoments effektiv in die wirksame Klemmvorspannung der Schraube umgewandelt werden, während der Rest vollständig durch Stirnflächenreibung und Gewindereibung aufgezehrt wird. Dies führt leicht zu einem falschen Anzugsproblem, bei dem das Drehmoment den Standardwert erreicht, die Vorspannung jedoch unzureichend ist.
Um die Anzugsgenauigkeit von High-End-Baugruppen zu verbessern, ist die winkelgesteuerte Anzugstechnologie in der Industrie weit verbreitet, insbesondere in der stark standardisierten und präzisionsorientierten Automobilindustrie, die die Anzugsleistung von Schrauben maximiert. Der Anzugswinkel bezieht sich auf den Drehwinkelunterschied der Schraube vom anfänglichen Passzustand mit dem Werkstück zum voreingestellten Befestigungsstandard.
Der erforderliche Anzugswinkel variiert erheblich mit der Materialhärte der Verbindungselemente und verbundenen Teile. Materialien mit hoher-Härte wie Kohlenstoffstahl zeichnen sich durch eine hohe Steifigkeit und geringe Verformung aus, was einen kleineren Anzugswinkel erfordert. Materialien mit geringer-Härte wie Holz und weiche Profile weisen eine große Kompressionsverformung und einen hohen Reibungsverlust auf, was einen größeren Anzugswinkel mit einer relativ geringeren endgültigen effektiven Klemmkraft erfordert.
Der Drehmoment-{0}Winkel-Doppelsteuerungsprozess zieht zunächst die Schraube durch Drehmomentsteuerung auf das voreingestellte Anfangsdrehmoment an, um Werkstücklücken zu beseitigen und die vorläufige Montage abzuschließen. Das endgültige Anziehen erfolgt dann unter der geschlossenen doppelten Regelung von Drehmoment und Drehwinkel, bis die voreingestellten Drehmoment- und Winkelwerte erreicht sind. Dieser Prozess verhindert wirksam dieBolzenvon Über-Dehnungen in den Bereich der plastischen Verformung, vermeidet Ermüdungsversagen und potenzielle Sicherheitsrisiken durch Spannungen über der Streckgrenze, reduziert die Vorspannungsdämpfung erheblich und gewährleistet die Langzeitstabilität von Verbindungsstrukturen.
Besonderer Hinweis: Durch den Winkelkontrollprozess angezogene Schrauben haben intern zu mikroplastischen Verformungen geführt und dürfen strengstens nicht wiederverwendet werden.
Die gängigen Verfahren zum Anziehen von Schrauben sind derzeit in zwei Kategorien unterteilt: Anziehen im elastischen Bereich und Anziehen im plastischen Bereich. Die Drehmomentanzugsmethode gehört zum elastischen Anzug, während die Winkelanzugsmethode und die Streckgrenzenanzugsmethode zum plastischen Anzug gehören.
1. Anzugsmethode mit Drehmoment
Das Kernprinzip der Drehmoment-Anziehmethode besteht darin, dass unter stabilen Arbeitsbedingungen und gleichbleibender Teilequalität das Eingangsdrehmoment eine lineare entsprechende Beziehung zur axialen Vorspannung der Schraube aufweist. Die Klemmvorspannung verbundener Teile wird indirekt durch die Einstellung eines festen Anzugsdrehmoments gesteuert. Mit einfacher Bedienung und intuitiver Wirkung ist dieses Verfahren derzeit die am weitesten verbreitete Grundbefestigungsmethode.
Bezogen auf das mechanische Verlustverhältnis werden etwa 50 % des Drehmoments durch die Reibung an der Stirnfläche des Schraubenkopfs verbraucht, 40 % durch die Reibung des Gewindepaars und nur 10 % werden effektiv in axiale Vorspannung umgewandelt. Aufgrund von Schwankungen des Reibungskoeffizienten, der Ebenheit des Werkstücks, der Gewindegenauigkeit und Umgebungsfaktoren weist die Einzeldrehmomentsteuerungsmethode eine geringe Genauigkeit bei der Vorspannungssteuerung auf.
Darüber hinaus besteht in der Branche eine häufige versteckte Gefahr bei der Montage: Obwohl der angezeigte Drehmomentwert beim Anziehen den Standardwert erreicht, ist der Schraubenkopf nicht vollständig am Werkstück befestigt und es verbleiben winzige, unsichtbare Lücken auf der Kontaktfläche. In diesem Fall ist der Drehmomentwert qualifiziert, aber die tatsächliche Vorspannung ist extrem niedrig oder sogar Null, was leicht zu lockeren Verbindungen und Geräteausfällen führt. Hochpräzise Drehmomentschlüssel können solche Probleme effektiv vermeiden, die Drehmomentabgabe genau steuern und eine grundlegende Montagequalität gewährleisten.
2. Winkelanzugsmethode
Um den Mangel an Genauigkeit bei der Einzeldrehmoment-Anziehmethode zu beheben, wurde das Winkelanziehverfahren nach und nach in der Industrie populär gemacht. Sein Prinzip besteht darin, dass der Drehwinkel beim Anziehen der Schraube positiv mit der Summe aus Schraubendehnung und Werkstückkompressionsverformung korreliert. Durch die präzise Einstellung des Drehwinkels kann die axiale Vorspannung stabil gesteuert werden.
Der Konstruktionsvorgang ist wie folgt: Ziehen Sie zunächst die Schraube mit dem Standard-Anfangsdrehmoment an, um die Schraube in die Nähe des elastischen Grenzzustands zu bringen. Drehen Sie ihn dann um einen festen Winkel, um den Bolzen für die endgültige Befestigung mäßig in den Kunststoffbereich zu dehnen. Der Kern der Winkelanzugsmethode besteht darin, die axiale Vorspannung durch Steuerung der Schraubendehnung zu sperren. Im elastischen Bereich ist die Dehnung proportional zur Vorspannung. Nach Eintritt in den plastischen Bereich verschwindet zwar die lineare Beziehung, die axiale Vorspannung der Schraube kann jedoch in der Nähe der Streckgrenze innerhalb eines angemessenen Bereichs stabil bleiben.
Der größte Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass Fehler durch Reibungskoeffizientenunterschiede vermieden werden. Bei Schrauben mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten, aber gleichbleibenden Spezifikationen und Festigkeiten ist die endgültige Vorspannung trotz unterschiedlicher endgültiger Anzugsdrehmomentwerte grundsätzlich gleichmäßig. Es verbessert die Montagekonsistenz und Materialausnutzung erheblich und eignet sich daher für hochpräzise Montageszenarien. Hochpräzise Winkel-Drehmomentschlüssel passen perfekt zu den Prozessanforderungen und ermöglichen eine genaue doppelte Kontrolle von Drehmoment und Winkel.
3. Yield-Punktanzugsmethode
Das theoretische Ziel der Streckgrenze-Anziehmethode besteht darin, die Schraube genau bis zu dem Zustand anzuziehen, der knapp über der Streckgrenze liegt, um so die Ausnutzung der Festigkeit des Schraubenmaterials zu maximieren. Im Betrieb wird die Schraube zunächst mit dem vorgeschriebenen Anzugsdrehmoment angezogen. Das Gerät überwacht die Steigungsänderung der Anzugskurve in Echtzeit. Wenn die Neigung unter den eingestellten Schwellenwert fällt, wird davon ausgegangen, dass die Schraube die Streckgrenze erreicht hat, und das Werkzeug stoppt den Betrieb sofort.
Mit diesem Verfahren können Schrauben mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten und unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen bis zu ihrem kritischen Fließzustand angezogen werden, wodurch das strukturelle Festigkeitspotenzial von Verbindungselementen maximiert und eine optimale Montagegenauigkeit und strukturelle Stabilität erreicht wird. Es werden jedoch extrem hohe Anforderungen an die Stabilität der Betriebsbedingungen, die Konsistenz des Schraubenmaterials und die Präzision der Ausrüstung gestellt, die Entstörungsleistung ist gering und die Kosten für die Unterstützung hochwertiger Schraubausrüstung sind hoch.
Hochwertige-Produkte der Drehmomentschlüsselserie können hoch-Präzisionsprozessstandards bei ausgezeichnetem Preis-Leistungs-Verhältnis erfüllen und dabei Konstruktionsgenauigkeit und Beschaffungskosten in Einklang bringen.
