CN105653757A - 一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统及方法。解决现有技术中扭矩确认存在的过于繁琐、设计周期长、精确度低的问题。系统包括有标准件库、选型单元、扭矩处理单元和输入单元，标准件件库、输入单元分别与选型单元相连，选型单元与扭矩处理单元相连。扭矩确认方法包括选型，确定标准件各参数，然后计算扭矩，并根据反馈信息标准件安装是否良好确认扭矩，或调整参数然后重新技术扭矩直到确认扭矩。本发明的优点是简化了选型步骤，缩短了设计周期，提高了工程师的工作效率。同时避免了经验选型法，通过严谨的计算，保证了标准件安装使用的正确性，使相同标准件使用相同的安装扭矩。

Description

一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统及方法

技术领域

本发明涉及一种标准件拧紧技术领域，尤其是涉及一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统及方法。

背景技术

目前，标准件技术在我国并没有被引起足够的重视，对于拧紧技术的研究基本上还处于起步阶段，一些先进的拧紧方法只应用在汽车合资公司及一些高科技企业，随着大家对拧紧技术认识的不断深入，以及自主品牌汽车的发展，拧紧技术在国内必将有长足的发展。另外，随着先进的管理技术的发展，对螺栓拧紧质量的评价方法，也将有更大的进步。

在国内一些工程师会参考VDI2230，针对高强度螺栓完成设计工作。另外现各主机厂整车标准件的选型及扭矩的确认，均由工程师根据以往工作经验，进行确认，参考同结构同位置的标准件使用情况，进行选型或者开发。这样就存在一些问题：

1.使用VDI2230的设计方法，会存在过于繁琐，设计周期长，过于理论化，脱离于实际使用情况，并且不适合在公司现有的标准件库中进行选型等问题。

2.使用经验选型法，不够科学严谨，仅靠经验无法满足汽车行业的设计精度和要求。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中扭矩确认存在的过于繁琐、设计周期长、精确度低的问题，提供了一种设计周期短，保证安装使用正确性的螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统。本发明还提供了一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统，包括有标准件库、选型单元、扭矩处理单元和输入单元，标准件件库、输入单元分别与选型单元相连，选型单元与扭矩处理单元相连；

标准件库：存储有各种规格的标准件信息；

输入单元：输入标准件选型要求信息，以及对应标准件试用反馈信息；

选型单元：根据选型要求信息从标准件库内选取对应标准件，并根据标准件试用反馈信息调整选型要求，选型单元确定选取标准件的信息然后发送给扭矩处理单元；

扭矩处理单元：根据标准件的信息计算标准件紧固扭矩。本发明简化了选型步骤，缩短了设计周期，提高了工程师的工作效率。同时避免了经验选型法，通过严谨的计算，保证了标准件安装使用的正确性，使相同标准件使用相同的安装扭矩。

一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法，包括以下步骤：

a.根据输入的选型要求，在标准件库中选取相应的标准件，选型要求包括标准件规格、等级；

b.根据选定的标准件确定标准件的通孔或光孔直径d_h，螺纹中径d₂，螺距参数P，最大预紧力F_f，并根据选定标准件设定对应的支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ；

c.根据确定和设定的参数计算标准件扭矩：

$T_f=\[0.16\·P+0.58\·\mathrm{\μ}\·d_2+\frac{\mathrm{\μ}}{3}\·\frac{(d_w^3-d_h^3)}{(d_w^2-d_h^2)}\]\·F_f;$

d.输入标准件试用反馈信息，选型单元根据对应试用反馈信息确认扭矩，或调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别；

e.若调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别，则重复步骤c和d，直到确认扭矩。确认扭矩后，确认标准件的零件号，并记录此标准件的扭矩范围，完成数据冻结。

本发明简化了选型步骤，缩短了设计周期，提高了工程师的工作效率。同时避免了经验选型法，通过严谨的计算，保证了标准件安装使用的正确性，使相同标准件使用相同的安装扭矩。

作为一种优选方案，步骤d中选型单元根据对应试用反馈信息确认扭矩或调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别的过程为：

1)判断试用反馈信息是否良好，若是则确认标准件的扭矩值；若否判断试用反馈信息为松动还是断裂；

2)若为松动则提高支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别，若为断裂则降低支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别。

4.根据权利要求3所述的一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法，其特征是在支撑面/垫圈直径参数d_w的调整数量级为2mm，摩擦系数μ的调整数量级为0.01。

因此，本发明的优点是：简化了选型步骤，缩短了设计周期，提高了工程师的工作效率。同时避免了经验选型法，通过严谨的计算，保证了标准件安装使用的正确性，使相同标准件使用相同的安装扭矩。

附图说明

附图1是本发明系统的一种结构示意图；

附图2是本发明方法的一种流程示意图。

1-标准件库2-选型单元3-扭矩处理单元4-输入单元

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统，如图1所示，包括有标准件库1、选型单元2、扭矩处理单元3和输入单元4，标准件件库、输入单元分别与选型单元相连，选型的那样与扭矩处理单元相连；

标准件库：存储有各种规格的标准件信息；信息包括规格、等级、通孔或光孔直径d_h、螺纹中径d₂、螺距参数P、最大预紧力F_f、支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ；其中规格决定通孔或光孔直径d_h、螺纹中径d₂、螺距参数P，等级决定最大预紧力F_f。支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ根据对应标准件对应设定。

输入单元：输入标准件选型要求信息，以及对应标准件试用反馈信息；

选型单元：根据选型要求信息从标准件库内选取对应标准件，并根据标准件试用反馈信息调整选型要求，选型单元确定选取标准件的信息然后发送给扭矩处理单元；

扭矩处理单元：根据标准件的信息计算标准件紧固扭矩。

螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法，如图2所示，包括以下步骤：

a.根据输入的选型要求，在标准件库中选取相应的标准件，选型要求包括标准件规格、等级；

b.根据选定的标准件确定标准件的通孔或光孔直径d_h，螺纹中径d₂，螺距参数P，最大预紧力F_f，并根据选定标准件设定对应的支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ；

c.根据确定和设定的参数计算标准件扭矩：

$T_f=\[0.16\·P+0.58\·\mathrm{\μ}\·d_2+\frac{\mathrm{\μ}}{3}\·\frac{(d_w^3-d_h^3)}{(d_w^2-d_h^2)}\]\·F_f;$

d.输入标准件试用反馈信息，选型单元根据对应试用反馈信息确认扭矩，或调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别；

e.若调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别，则重复步骤c和d，直到确认扭矩。

其中步骤d中选型单元根据对应试用反馈信息确认扭矩或调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别的过程为：

1)判断试用反馈信息是否良好，若是则确认标准件的扭矩值；若否判断试用反馈信息为松动还是断裂；

2)若为松动则提高支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别，若为断裂则降低支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别。支撑面/垫圈直径参数d_w的调整数量级为2mm，摩擦系数μ的调整数量级为0.01。

本实施例以具体例子进行说明，如选型要求规格为M10，等级为8.8，选型单元根据规格和等级选取对应标准件。根据规格能够确定通孔或光孔直径d_h＝10.5mm，螺纹中径d₂＝9.026mm，螺距参数P＝1.5mm；根据等级能够确定最大预紧力F_f为26850N。然后根据该标准件预设的支撑面/垫圈直径d_w＝20.8mm和摩擦系数μ＝0.13。这样根据这些参数计算出扭矩T_f＝53N·m。在试制和路试过程后，若反馈为良好，若是则确认标准件的扭矩值，若否则判断为松动还是断裂，若为松动则支撑面/垫圈直径参数d_w增加2mm，摩擦系数μ增加0.01；若为断裂则支撑面/垫圈直径参数d_w减少2mm，摩擦系数μ减少0.01。重复扭矩计算，直到反馈信息为良好，确认标准件的扭矩。确认扭矩后，确认标准件的零件号，并记录此标准件的扭矩范围，完成数据冻结。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了标准件库、选型单元、扭矩处理单元、输入单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认系统，其特征在于：包括有标准件库(1)、选型单元(2)、扭矩处理单元(3)和输入单元(4)，标准件件库、输入单元分别与选型单元相连，选型单元与扭矩处理单元相连；

标准件库：存储有各种规格的标准件信息；

输入单元：输入标准件选型要求信息，以及对应标准件试用反馈信息；

选型单元：根据选型要求信息从标准件库内选取对应标准件，并根据标准件试用反馈信息调整选型要求，选型单元确定选取标准件的信息然后发送给扭矩处理单元；

扭矩处理单元：根据标准件的信息计算标准件紧固扭矩。

2.一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法，采用权1中的系统，其特征是：包括以下步骤：

a.根据输入的选型要求，在标准件库中选取相应的标准件，选型要求包括标准件规格、等级；

b.根据选定的标准件确定标准件的通孔或光孔直径d_h，螺纹中径d₂，螺距参数P，最大预紧力F_f，并根据选定标准件设定对应的支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ；

c.根据确定和设定的参数计算标准件扭矩：

$T_f=\[0.16\·P+0.58\·\mathrm{\μ}\·d_2+\frac{\mathrm{\μ}}{3}\·\frac{(d_w^3-d_h^3)}{(d_w^2-d_h^2)}\]\·-F_f;$

d.输入标准件试用反馈信息，选型单元根据对应试用反馈信息确认扭矩，或调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别；

e.若调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别，则重复步骤c和d，直到确认扭矩。

3.根据权利要求2所述的一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法，其特征是步骤d中选型单元根据对应试用反馈信息确认扭矩或调整支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别的过程为：

1)判断试用反馈信息是否良好，若是则确认标准件的扭矩值；若否判断试用反馈信息为松动还是断裂；

2)若为松动则提高支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别，若为断裂则降低支撑面/垫圈直径参数d_w和摩擦系数μ级别。

4.根据权利要求3所述的一种螺纹紧固件标准件的扭矩确认方法，其特征是支撑面/垫圈直径参数d_w的调整数量级为2mm，摩擦系数μ的调整数量级为0.01。