Derzeit fast alleBolzenDas in der Industrie verwendete Anziehen muss kontrolliert werden, was als Drehmomentkontrolle bezeichnet wird.
Drehmoment bezieht sich auf die industrielle Befestigung mit vorgegebenem Drehmoment oder vorgegebenem Drehmoment und Winkel, um eine ausreichende Klemmkraft und Zuverlässigkeit der Gewindeverbindung sicherzustellen.
BolzenDas Anziehen ist ein sehr komplexer physikalischer Vorgang. Die wichtigsten Faktoren, die das Anziehen von Schrauben beeinflussen, sind Drehmoment, Vorspannung, Reibung und Materialhärte. Nur wenn die oben genannten Faktoren vollständig berücksichtigt werden, kann eine sichere Verschraubung gewährleistet werden.
Der Drehmomentschlüssel kann die auf ein Gewindeanziehen ausgeübte Kraft steuern, die nicht kleiner oder größer sein kann. In den meisten Fällen kann der herkömmliche Drehmomentschlüssel bereits die Wirkung des Anziehens von Schrauben mit ausreichender Genauigkeit erbringen. Wenn jedoch ein genauerer und sicherer Gewindeanzug erforderlich ist, ist der manuelle Drehmomentschlüssel nicht geeignet, da das aufgebrachte Drehmoment oft nicht den Anforderungen an die Vorspannung und dem entsprechenden voreingestellten Wert entspricht, weil es nicht genau ist.
Die Quelle für ungenaue Werte wird oft durch den Biss zwischen den Anzugsgewinden und die Reibung zwischen dem Schraubenkopf und der Ebene des Befestigungsobjekts verursacht. Die sogenannte Vorspannkraft oder Spannkraft ist eine durch den Kontakt des Werkstücks in der Schraubverbindung erzeugte Anpresskraft, die universell ist. Der Druck erhöht die Reibung zwischen den Werkstücken und die Reibung führt dazu, dass das Drehmoment nicht vollständig vorgezogen wird, sodass nur etwa 10 Prozent des von uns aufgebrachten Drehmoments in die Anzugskraft der Schraube umgewandelt werden können.
Um eine höhere Genauigkeit auch beim manuellen Anziehen von Schrauben zu erreichen, wird insbesondere in der sich derzeit schnell entwickelnden Automobilindustrie häufig die winkelgesteuerte Anziehtechnik eingesetzt. Durch diese Technologie kann jede Schraube ihre maximale Anzugswirkung erzielen. Der Drehwinkel bezeichnet den Winkelwert zwischen dem ursprünglichen Anziehen der Schraube und dem endgültigen Erreichen des angegebenen Drehmomentwerts.
Im Allgemeinen variiert der Grad der Drehung entsprechend dem Material der Befestigungselemente und der zu befestigenden Teile. Beispielsweise ist bei Materialien mit hoher Härte, wie z. B. Kohlenstoffstahl, die Anzahl der zum Befestigen erforderlichen Ecken relativ gering; Bei Materialien mit geringer Härte, wie z. B. Holz, ist die Anzahl der zur Befestigung erforderlichen Ecken relativ groß, der durch Reibung verursachte Kraftverlust ebenfalls groß und die erreichbare Befestigungskraft relativ gering.
Bei der Steuerung des Gewindeanzugswinkels wird die Drehmomentsteuerung verwendet, um die Schraube zu Beginn auf einen festen Drehmomentwert anzuziehen. Nach Erreichen dieses Drehmoments erfolgt der anschließende Anzugsvorgang unter der doppelten Kontrolle von Drehmoment und Drehwinkel, bis das voreingestellte Anzugsdrehmoment und der Drehwinkel erreicht sind. Die korrekte Verwendung des Winkelkontrollsystems kann verhindern, dass die Schraube in die plastische Zone des Materials eindringt, ein Überschreiten der zulässigen Streckgrenze der Schraube verhindern und potenzielle Sicherheitsrisiken verursachen. Gleichzeitig kann die Corner Control auch den Verriegelungskraftverlust deutlich reduzieren und für eine ausreichende Vorspannung sorgen.
Beim Anziehen der Schrauben sind das verwendete Drehmoment und der Grad des Drehwinkels unterschiedlich, sodass die Schrauben, die durch die Drehwinkelsteuerung angezogen wurden, nicht wiederverwendet werden können.
Es gibt zwei Haupttypen von Bolzenanziehmethoden, nämlich elastisches Anziehen und plastisches Anziehen. Das elastische Anziehen bezieht sich im Allgemeinen auf das Drehmoment-Anziehverfahren, während das plastische Anziehen hauptsächlich das Eck-Anziehverfahren und das Streckgrenzen-Anziehverfahren umfasst.
1. Anzugsmethode mit Drehmoment
Das Prinzip des Drehmoment-Anziehverfahrens besteht darin, dass ein bestimmter Zusammenhang zwischen Drehmoment und axialer Vorspannung besteht. Die Vorspannkraft der verbundenen Teile wird durch Einstellen des Anzugswerkzeugs auf einen bestimmten Drehmomentwert gesteuert. Unter der Prämisse eines stabilen Prozesses, der Teilequalität und anderer Faktoren ist diese Anziehmethode einfach und intuitiv zu bedienen und wird derzeit weit verbreitet verwendet. Beim Anziehen von Schrauben werden erfahrungsgemäß 50 Prozent des Drehmoments auf die Reibung der Schraubenstirnfläche, 40 Prozent auf die Reibung des Gewindes und nur 10 Prozent des Drehmoments zur Erzeugung der Vorspannung aufgewendet.
Da die externen instabilen Bedingungen einen großen Einfluss auf das Drehmoment-Anziehverfahren haben, führt das Drehmomentverfahren, das die Vorspannung indirekt durch Steuern des Anziehdrehmoments steuert, zu einer geringen Steuergenauigkeit der axialen Vorspannung. Außerdem sind nur sehr wenige Schraubverbindungen vorhanden, das Drehmoment hat den vorgeschriebenen Wert erreicht und der Schraubenkopf hat noch nicht vollständig mit den verbundenen Teilen gepasst oder der Spalt ist teilweise sehr gering, was durch Sichtkontrolle nicht leicht zu erkennen ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Drehmomentwert qualifiziert, aber die Vorspannung ist sehr gering oder sogar nicht vorhanden. Wenn in diesem Fall also nur das Drehmoment garantiert wird, wird die Gewährleistung der Montage- und Anzugsqualität zu einem leeren Wort.
2. Winkelanzugsmethode
In Anbetracht der Mängel des Drehmoment-Anziehverfahrens begannen die Vereinigten Staaten Ende der 1940er Jahre, die Beziehung zwischen Schraubendehnung und Axialkraft zu untersuchen. Der Drehwinkel während des Anziehens der Schraube ist ungefähr proportional zur Summe der Schraubendehnung und der Lockerheit der angezogenen Teile, sodass das Verfahren zum Erreichen der vorbestimmten Anziehkraft gemäß dem angegebenen Drehwinkel angewendet werden kann. Ziehen Sie zuerst die Schraube mit dem anfänglichen Drehmoment an, d. h. dehnen Sie die Schraube bis zur Streckgrenze, und drehen Sie dann um einen bestimmten Winkel, um die Schraube bis zum Kunststoffbereich zu dehnen.
Die Essenz der Drehwinkel-Anziehmethode besteht darin, die Dehnung der Schraube zu kontrollieren. Im elastischen Bereich ist die axiale Vorspannung proportional zur Dehnung. Die Steuerung der Dehnung dient der Steuerung der Axialkraft. Nachdem die plastische Verformung der Schraube beginnt, sind die beiden zwar nicht mehr proportional, aber die mechanischen Eigenschaften der Schraube unter Spannung zeigen, dass die axiale Vorspannung in der Nähe der Streckgrenze stabilisiert werden kann, solange sie in einem bestimmten Bereich gehalten wird.
Daher ist das Enddrehmoment zweier Schrauben mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten nach dem Anziehen mit der gleichen Anziehmethode sehr unterschiedlich, aber die Vorspannkraft ist aufgrund der gleichen Schraubenstärke und -größe nicht unterschiedlich. Verglichen mit dem Drehmoment-Anziehverfahren vervollständigt es nicht nur die Anziehkontrolle mit hoher Genauigkeit, sondern verbessert auch die Ausnutzungsrate von Materialien vollständig.
3. Methode zum Anziehen der Streckgrenze
Das theoretische Ziel des Streckgrenzen-Anziehverfahrens besteht darin, die Schraube knapp über die Streckgrenze hinaus anzuziehen. Ziehen Sie beim Anziehen mit der Streckgrenze zuerst die Schraube mit einem angegebenen Anzugsmoment an. Ab diesem Zeitpunkt überwacht das Gerät die Änderung des Steigungswertes der Anziehkurve. Wenn die Neigung auf mehr als den eingestellten Wert abnimmt, wird davon ausgegangen, dass die Schraube bis zur Streckgrenze gedehnt wurde, und das Werkzeug hört auf zu laufen. Der größte Vorteil des Streckgrenzen-Anzugsverfahrens besteht darin, dass alle Schrauben mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten bis zu ihrer Streckgrenze angezogen werden, wodurch das Festigkeitspotenzial von Gewindeteilen maximiert wird. Es ist jedoch empfindlich gegenüber Störeinflüssen und stellt hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und konstruktive Gestaltung von Schrauben, die nur schwer beherrschbar sind. Daher sind Anziehwerkzeuge sehr teuer.
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