基于螺栓自動擰緊機擰緊控制方法分析

邊群星

摘要在科技的發展和市場經濟競爭力不斷提高以及企業將效益最大化的迫切心理等因素的催促下，機械的智能化程度也越來越高，為保證機械正常的工作，在整個機械構造中，螺栓自動擰緊機已成為其必不可少的組成部分。但是，由于其首先是在國外興起，近幾年才引進國內。在國內對于螺栓自動擰緊機擰緊控制技術還沒有成熟。

關鍵詞螺栓自動擰緊機；控制方法；方法探討

機械在制造的過程中質量得到保障的基礎是各個零部件在誤差允許的范圍銜接的十分精密，而這一過程的完成僅僅靠人工操作是遠遠不夠的，螺栓擰緊機就此運用而生。就現階段而言，隨著機械制造業的快速發展，螺栓擰緊機已機械制造行業必不可少的工具。另外，在螺栓擰緊機沒有規模應用到機械生產行業時，對于螺絲螺母等銜接之處的處理，僅僅依賴于工作人員的手工操作，對于手工操作并沒有對其進行規范化處理，在人工操作的過程中，又由于不同部位有不同的工作人員負責，對銜接處的方式不同，各個銜接處的質量也就不同，相應的，生產的機械的整體質量也就無從保證了，隨生產要素的需要，傳統的制造的機械存在的缺點日趨明顯，自動擰緊機也取代課傳統生產方式。

1發展歷程以及發展的現狀

先進的擰緊方法，是建立在智能的擰緊工具的基礎上的。和國內相比，美國、瑞典、德國等發達國家對其技術掌握的更為熟練，近幾年才在我國興起。由于我國對其了解相對較晚。因而，都是對別國技術進行借鑒的基礎上進行創新的，例如近兩年，主要以日本國家標準為參照對象制定我國的國家標準。例如在汽車制造的過程中，由于我國在擰緊設備方面技術還沒有熟練，進而大都采用購買國外的擰緊機的方式。但是，隨著我國科技的發展，在擰緊技術方面有一定的突破，有的企業在擰緊這一塊以掌握了扭矩一轉角技術，有的實力較為雄厚的企業開始對屈服點擰緊工藝進行研究，并取得一定成果。但這所有的成果都是建立在對其他國家技術借鑒的基礎上的，由于技術問題，還不能獨立設計智能的設備。

由于我國對擰緊機的研究受到科研能力的制約，和西方發達國家大力推廣先進的屈服點擰緊工藝相比較我國對其技術的掌握不是很好，但是為了減少與其的差距，我國也在大力推廣較為基礎的像扭矩轉角法和扭矩工藝了，國家科研人員也努力的研究屈服點法。

螺栓連接，顧名思義，就是通過螺栓將2個機器緊密的銜接在一起。眾所周知，現代化工廠在生產產品時，大都采用流水線的工作模式，機器在高強度下進行工作，因而其無論是銜接的精密性以及抗疲勞強度等各個方面都具有較高的要求。另外，還要考慮溫度的變化對螺紋連接的影響，機械在高強度的環境下工作，銜接之處由于摩擦而使銜接之處耗損增加進而使機器銜接不緊密，或者在由于摩擦生熱，使儀器銜接之處容易變形。要想減少或者避免以上現象的發生，可將智能化螺栓擰緊機引入機械擰緊系統中。

2主要方法介紹

小型企業，由于資金的匱乏，還沿用傳統的扳手擰緊法，但是，在我國大多數中型企業，都采用扭矩控制法、超彈性控制法等，也有大型的企業運用更為先進的屈服點擰緊法對機械進行擰緊。下面我們就對扭矩控制法、扭矩一轉角控制法以及屈服點法等三種方法的工作原理、優缺點等進行簡單的介紹。

2.1扭矩控制法（T）

和扭矩一轉角控制法和屈服點法相比較，扭矩控制法的工作原理較為簡單，預緊力的大小由螺栓扭矩值控制，螺栓扭矩值有機器表面的光滑度，儀器銜接處的潤滑狀況有關。另外，在利用扭矩控制法對機械進行螺栓擰緊時，也要注意機械的溫度，其溫度的高低也和預緊力的大小有一定的關系。除此之外們還要充分考慮環境問題，磨損問題等。

通過上述的描述，我們不難發現，利用扭矩控制法對機械進行螺栓擰緊時，不需要大型的機械設備的操作，操作的工具隨處可見。簡而言之，就是制作成本低，其有優點的同時，其方法也存在一定的缺陷，例如由于擰緊工具較為普遍，進而對其精度的把握不是很好，容易受到環境等外界因素的影響。綜上所述，其適用于小型的，對精密度要求不高的企業。

2.2扭矩一轉角控制法

最先研究此方法的國家是美國，在20世紀中葉，扭矩擰緊法在使用生產的過程的弊端隨著經濟的發展日趨明顯，為滿足發展需求，美國有關科研部門開始尋找最為合適的方法，進而出現扭矩一轉角控制法。扭矩一轉角控制法，顧名思義，是在扭矩控制法的基礎上進行的，在力的作用下螺栓現有的位置和原來的位置有一定的夾角另外，其軸向也存在一定的增長，進而連接件濃縮，如此一來，螺栓和接觸面就會緊密的聯系在一塊。既對螺栓的位置進行了變動，相應的，后續的軸向夾緊力也會發生變化，但是，變化是在轉角的基礎上進行的，只要其夾角控制好，軸向夾緊力就會準確無誤。當然、在對夾角進行計算時，也要將其摩擦力計算在內。只要將轉角的度數計算好，后續數據的變更就準確了，相應的，對于擰緊度也就相對較高了。對于這一方法的優點，主要以緊密度高以及承載能力為主，以具有一定的韌性、不易變形以及軸向加緊力更大為輔。對于其缺點，就是對轉角的計算較為復雜，沒有找到合適的方法對其進行質控監測等。

2.3屈服點法

和以上2種方法相比較，屈服法是最為先進的方法，也是技術含量較高的方法。由于此技術對于螺栓的結構設計都有較高的要求，進而價格相對而言相對較貴，因而只有幾家大型的企業在使用。和扭矩一轉角控制法一樣，它也是由基礎的扭矩控制法演化而來，其工作原理是以扭矩一轉角曲線斜率為基礎從而計算出屈服點。在了解屈服點的基礎上，將螺栓擰緊到屈服點的極限值，之后，在將螺栓擰緊到原來設定好的起始力矩，在以上都進行完畢之后，觀察曲線斜率的變化，進而確定機器螺栓擰緊程度是否合格（斜率的升高，下降），如果機械螺栓擰緊程度不合格，機械就會被強迫停止工作。

對于這一方法的優點，將機械與機械結合處的緊密型發揮到最大限度。使機械在高強度工作下有更長的工作周期。其缺點在于外界環境的敏感度較高，為防止外界因素的影響，還要配與一定的輔助設備，因而價格也就較高了。

3結論

筆者以螺栓自動擰緊機凝集控制方法為出發點，在對國內的方法進行探討的基礎上，分析各個方法的優缺點。以期為讀者，為相關工作者提供幫助，并起到拋磚引玉的作用。endprint