[發明專利]一種螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法

在審

• 申請號: 201611062211.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN107341280A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 趙禮飛;胡必謙;胡志勝;高巧;徐勛;喻昆;蘭劍;林欣欣
• 申請（專利權）人: 安徽江淮汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司11252
• 代理人: 周放,江懷勤

技術領域

本發明涉及螺栓擰緊工藝技術領域，尤其涉及一種螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法。

背景技術

缸蓋螺栓是發動機主要的高強度螺栓之一，發揮著連接并緊固缸體、缸蓋的作用，如果缸蓋螺栓緊固性能不足，會導致發動機漏氣漏水而停止工作。

缸蓋螺栓通常采用轉角法擰緊，轉角法控制的是螺栓頭部和螺紋間的相對角度，不受各部分摩擦系數的影響，可以把軸向力散差控制的較小。現有轉角法擰緊工藝的設計沒有計算，需要憑經驗推測初始力矩和旋轉角度，然后進行螺栓試驗驗證，試驗反復性大，試驗周期長，費用大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法，方便快速計算確定螺栓的打緊力矩和旋轉角度，為試驗驗證提供依據，避免反復試驗，擰緊效果可靠。

為了實現上述目的，本發明提供了如下的技術方案：

一種螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法，包括初始擰緊力矩計算和旋轉角度計算，

所述初始力矩計算的公式為：

T＝0.2×F_s×D，

其中，F_s指初始力矩下的預緊力，D為螺紋名義直徑；

F_s＝Z×S_0.2×A_s，其中，Z為預緊系數，S_0.2為螺栓屈服強度，A_s指螺栓公稱應力橫截面積，且

其中，d₂為螺紋中徑，d₃為螺紋小徑；

所述旋轉角度計算的公式為：

其中，C為衡量緊固件塑性或彈性變形的常量，P為螺栓的螺距，

f_b指螺栓的彈性伸長量，且其中E為螺栓彈性模量，L_n為螺栓光桿部分長度，A_n為螺栓光桿部分的截面積，L_s為螺栓有螺紋部分的長度，A_s為螺栓公稱應力截面積；

F_0.2指螺栓擰緊后的最大預緊力，且F_0.2＝K×S_0.2×A_s，其中K為常量；

F_A指初始擰緊力矩下的預緊力，且F_A＝75％F_s。

上述螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法，常量C的取值范圍為大于等于1.5且小于等于3。

上述螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法，常量Z的取值為Z＝0.2。

上述螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法，常量K的取值為K＝0.9。

本發明的有益效果在于：

本發明提供了一種螺栓轉角法擰緊工藝中初始擰緊力矩和旋轉角度的計算方法，可針對特定螺栓，準確、快捷地設定擰緊工藝，提高螺栓擰緊效率，保證螺栓擰緊的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，并將結合附圖對本發明的具體實施例作進一步的詳細說明，其中：

圖1為使用本發明提供的螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法的螺栓擰緊步驟；

圖2為螺栓拉伸量與軸向力關系曲線圖。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合具體實施例對本方案作進一步地詳細介紹。

本發明實施例提供了一種螺栓轉角法擰緊工藝的計算方法，包括初始擰緊力矩計算和旋轉角度計算，其中，

首先計算初始力矩，所述初始力矩計算的公式為：

T＝0.2×F_s×D，

其中，F_s指初始力矩下的預緊力，D為螺紋名義直徑；

F_s＝Z×S_0.2×A_s，其中，Z為預緊系數，一般取值為0.2，S_0.2為螺栓屈服強度，A_s指螺栓公稱應力橫截面積，且

其中，d₂為螺紋中徑，d₃為螺紋小徑；

然后計算旋轉角度，所述旋轉角度計算的公式為：

其中，C為衡量緊固件塑性或彈性變形的常量，其取值范圍為大于等于1.5且小于等于3，螺栓的剛性越強，C值越大，但是C不能大于3；若螺栓的剛性較弱，則C值較小，但是C不能小于1.5；