基于螺栓自动拧紧机拧紧控制方法分析

边群星

摘要在科技的发展和市场经济竞争力不断提高以及企业将效益最大化的迫切心理等因素的催促下，机械的智能化程度也越来越高，为保证机械正常的工作，在整个机械构造中，螺栓自动拧紧机已成为其必不可少的组成部分。但是，由于其首先是在国外兴起，近几年才引进国内。在国内对于螺栓自动拧紧机拧紧控制技术还没有成熟。

关键词螺栓自动拧紧机；控制方法；方法探讨

机械在制造的过程中质量得到保障的基础是各个零部件在误差允许的范围衔接的十分精密，而这一过程的完成仅仅靠人工操作是远远不够的，螺栓拧紧机就此运用而生。就现阶段而言，随着机械制造业的快速发展，螺栓拧紧机已机械制造行业必不可少的工具。另外，在螺栓拧紧机没有规模应用到机械生产行业时，对于螺丝螺母等衔接之处的处理，仅仅依赖于工作人员的手工操作，对于手工操作并没有对其进行规范化处理，在人工操作的过程中，又由于不同部位有不同的工作人员负责，对衔接处的方式不同，各个衔接处的质量也就不同，相应的，生产的机械的整体质量也就无从保证了，随生产要素的需要，传统的制造的机械存在的缺点日趋明显，自动拧紧机也取代课传统生产方式。

1发展历程以及发展的现状

先进的拧紧方法，是建立在智能的拧紧工具的基础上的。和国内相比，美国、瑞典、德国等发达国家对其技术掌握的更为熟练，近几年才在我国兴起。由于我国对其了解相对较晚。因而，都是对别国技术进行借鉴的基础上进行创新的，例如近两年，主要以日本国家标准为参照对象制定我国的国家标准。例如在汽车制造的过程中，由于我国在拧紧设备方面技术还没有熟练，进而大都采用购买国外的拧紧机的方式。但是，随着我国科技的发展，在拧紧技术方面有一定的突破，有的企业在拧紧这一块以掌握了扭矩一转角技术，有的实力较为雄厚的企业开始对屈服点拧紧工艺进行研究，并取得一定成果。但这所有的成果都是建立在对其他国家技术借鉴的基础上的，由于技术问题，还不能独立设计智能的设备。

由于我国对拧紧机的研究受到科研能力的制约，和西方发达国家大力推广先进的屈服点拧紧工艺相比较我国对其技术的掌握不是很好，但是为了减少与其的差距，我国也在大力推广较为基础的像扭矩转角法和扭矩工艺了，国家科研人员也努力的研究屈服点法。

螺栓连接，顾名思义，就是通过螺栓将2个机器紧密的衔接在一起。众所周知，现代化工厂在生产产品时，大都采用流水线的工作模式，机器在高强度下进行工作，因而其无论是衔接的精密性以及抗疲劳强度等各个方面都具有较高的要求。另外，还要考虑温度的变化对螺纹连接的影响，机械在高强度的环境下工作，衔接之处由于摩擦而使衔接之处耗损增加进而使机器衔接不紧密，或者在由于摩擦生热，使仪器衔接之处容易变形。要想减少或者避免以上现象的发生，可将智能化螺栓拧紧机引入机械拧紧系统中。

2主要方法介绍

小型企业，由于资金的匮乏，还沿用传统的扳手拧紧法，但是，在我国大多数中型企业，都采用扭矩控制法、超弹性控制法等，也有大型的企业运用更为先进的屈服点拧紧法对机械进行拧紧。下面我们就对扭矩控制法、扭矩一转角控制法以及屈服点法等三种方法的工作原理、优缺点等进行简单的介绍。

2.1扭矩控制法（T）

和扭矩一转角控制法和屈服点法相比较，扭矩控制法的工作原理较为简单，预紧力的大小由螺栓扭矩值控制，螺栓扭矩值有机器表面的光滑度，仪器衔接处的润滑状况有关。另外，在利用扭矩控制法对机械进行螺栓拧紧时，也要注意机械的温度，其温度的高低也和预紧力的大小有一定的关系。除此之外们还要充分考虑环境问题，磨损问题等。

通过上述的描述，我们不难发现，利用扭矩控制法对机械进行螺栓拧紧时，不需要大型的机械设备的操作，操作的工具随处可见。简而言之，就是制作成本低，其有优点的同时，其方法也存在一定的缺陷，例如由于拧紧工具较为普遍，进而对其精度的把握不是很好，容易受到环境等外界因素的影响。综上所述，其适用于小型的，对精密度要求不高的企业。

2.2扭矩一转角控制法

最先研究此方法的国家是美国，在20世纪中叶，扭矩拧紧法在使用生产的过程的弊端随着经济的发展日趋明显，为满足发展需求，美国有关科研部门开始寻找最为合适的方法，进而出现扭矩一转角控制法。扭矩一转角控制法，顾名思义，是在扭矩控制法的基础上进行的，在力的作用下螺栓现有的位置和原来的位置有一定的夹角另外，其轴向也存在一定的增长，进而连接件浓缩，如此一来，螺栓和接触面就会紧密的联系在一块。既对螺栓的位置进行了变动，相应的，后续的轴向夹紧力也会发生变化，但是，变化是在转角的基础上进行的，只要其夹角控制好，轴向夹紧力就会准确无误。当然、在对夹角进行计算时，也要将其摩擦力计算在内。只要将转角的度数计算好，后续数据的变更就准确了，相应的，对于拧紧度也就相对较高了。对于这一方法的优点，主要以紧密度高以及承载能力为主，以具有一定的韧性、不易变形以及轴向加紧力更大为辅。对于其缺点，就是对转角的计算较为复杂，没有找到合适的方法对其进行质控监测等。

2.3屈服点法

和以上2种方法相比较，屈服法是最为先进的方法，也是技术含量较高的方法。由于此技术对于螺栓的结构设计都有较高的要求，进而价格相对而言相对较贵，因而只有几家大型的企业在使用。和扭矩一转角控制法一样，它也是由基础的扭矩控制法演化而来，其工作原理是以扭矩一转角曲线斜率为基础从而计算出屈服点。在了解屈服点的基础上，将螺栓拧紧到屈服点的极限值，之后，在将螺栓拧紧到原来设定好的起始力矩，在以上都进行完毕之后，观察曲线斜率的变化，进而确定机器螺栓拧紧程度是否合格（斜率的升高，下降），如果机械螺栓拧紧程度不合格，机械就会被强迫停止工作。

对于这一方法的优点，将机械与機械结合处的紧密型发挥到最大限度。使机械在高强度工作下有更长的工作周期。其缺点在于外界环境的敏感度较高，为防止外界因素的影响，还要配与一定的辅助设备，因而价格也就较高了。

3结论

笔者以螺栓自动拧紧机凝集控制方法为出发点，在对国内的方法进行探讨的基础上，分析各个方法的优缺点。以期为读者，为相关工作者提供帮助，并起到抛砖引玉的作用。endprint