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螺栓拧紧工艺中常见的装配失效及排查 | SunTorque

螺纹连接简单可靠,拆卸方便等特点被广泛应用在各个行业的零配件装配中。那么为什么会出现装配失效呢?在出现装配失效时,又如何能做到快速排障呢?

 什么是螺栓装配失效:不能满足装配目的都是失效的。

 例如:部件完全不能工作;部件可以工作,但不能令人满意地完成预期的功能;部件受到严重损伤不能可靠而安全的连续使用,必须拆下来进行修理或更换……
一、装配拧紧扭矩过大
装配拧紧扭矩过大,即螺栓出现明显颈缩或者断裂。

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常见主要原因:
1、螺纹/工件被额外润滑,摩擦力减小,摩擦消耗的扭矩减少,导致过多的扭矩转化为夹紧力;
2、拧紧或预紧时施加的扭矩过大、施加扭矩时速度过快、施加扭矩时套筒与螺纹不同轴;
3、零件本身的性能强度不够以及紧固面与螺纹中心线垂直度超差。

二、装配拧紧扭矩不足

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常见主要原因:
1、嵌件松弛:当螺栓嵌入软材料中时,无法完全压紧连接处;
2、螺母装配不当:当螺母拧下得太快时,会产生反弹效应,拧紧处会稍微回弹松动;
3、螺纹/工件摩擦系数增加;
4、工艺设计不合理。

三、螺纹受剪切力拧断

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常见主要原因:
1、螺纹在拧紧过程中被卡死,例如:螺纹变形、相互联接的牙型不一致、螺纹有焊渣等情况;
2、螺栓拧进的断面被顶住,如螺母为盲孔的有效螺纹深度不够;
3、拧紧策略或者拧紧参数设计不合理。

四、螺纹滑牙
常见主要原因:
1、螺纹副强度不足:螺纹副强度需要比同等强度螺栓强度高,8.8级螺栓对应的8级的螺纹副强度;
2、自攻时转速过高:当自攻时转速过快会导致螺钉切削材料的热量来不及释放,材料易塑化导致强度降低;
3、自攻孔过大:自攻后螺纹副高度不足,因此强度也不能满足要求;
4、改变摩擦系数:一次拧紧有10%的扭矩作用最终转化为夹紧力,如果通过涂油,加装垫圈,改变涂层等等方法改变摩擦系数,螺纹副有可能强度不能满足要求造成滑牙;
5、对于表面有涂层的螺栓需要控制转速,避免螺栓在高速拧紧时涂层脱落失效(300rpm以内);
6、接触齿合的螺纹扣数少,螺纹与螺纹不在中径以内接触(即精度配合不好,螺栓螺纹和螺母的螺纹接触不够);
7、在装配方法上如果装配不对孔,强拧也会造成螺纹滑牙;
8、损坏螺纹以及螺栓跟螺母的螺距、角度变异都会导致螺纹滑牙。

五、工件失效
常见主要原因:
1、工件强度过低:工件在拧紧过程中受到夹紧力后变形、塑料件明显泛白等;

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2、漏装或者多装垫片:装配产品过程中漏装或者多装垫片,垫圈等常见的解决方案是将螺钉与垫圈加工为一体;
3、漏拧螺栓:有多个螺钉拧紧时没有计数功能,造成螺栓漏拧;
4、多个螺栓没有防错:当有多个螺栓拧紧时需要对不同位置有先后拧紧顺序要求时,需要有外部装配保证防错,比如位置传感器等;

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六、Stick Slip---尖叫螺栓

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常见主要原因:
1、工件表面粗糙;
2、螺纹副摩擦系数高;
3、连接太软;
4、拧紧过程中发热严重;
5、拧紧速度太高(造成螺栓涂层脱落)。

七、过度衰减

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常见主要原因:
1、装配工艺不合理;
2、材料本身易衰减;
3、连接件形变。

另外还有:疲劳断裂,震动引起松脱,延时断裂等。
 当工件出现装配失效时,我们可以从人、机、料、法、环、测等几个方面逐一排查。当然,当我们熟知这些失效的外在表现及其潜在发生原因时,可以更迅速更精准的帮助我们分析现场遇到的各类装配失效情况。

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