JP4187846B2

JP4187846B2 - Method for obtaining optimum conditions for bolt and nut rotation angle method

Info

Publication number: JP4187846B2
Application number: JP33156098A
Authority: JP
Inventors: 誠之助田中
Original assignee: Saga Tekkohsho Co Ltd
Current assignee: Saga Tekkohsho Co Ltd
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP2000158355A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボルトの軸力管理方法、特にボルトを角度締めによって目標とする軸力まで締め込むに当たり、軸力のばらつきを最も少ない状態でボルト締めすることができるボルト、ナットの回転角法締付の最適条件を求める方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボルトを締め付ける際にはボルトの回転角度とそれに応じて変化する軸力との間には一定の関係があり、両者の間には、例えば図６の線図に示すような関係がある。すなわちボルトを回転させると、締め付けの初期にはなじみがあって軸力は緩やかに増大し（図６中ａの部分）、次に回転角度と軸力との間に比例関係が認められるようになり（図６中ｂの部分）、その後ボルトの材質が降伏点に到達して軸力は回転角度に応じて増大しなくなる（図６中ｃの部分）。このような回転角度−軸力線図はボルトによっても締付け物の製造上のばらつきなどによって異なり、そのためボルト締めにより所定の軸力を得るためには種々の方法によってボルトの軸力管理が行なわれている。
【０００３】
その中の一つとして従来から角度法締め付けがあり、これは締め付け角度を管理して、目的の締め付け軸力を得る方法である。この方法は或る基準値からスタートしてボルトを決められた角度だけ回転させ、目的の締め付け軸力を得ることとしている。上記基準値としては決められたトルクを回転のスタートポイント（締め付け角度の開始点）としており、この決められたトルクをスナグトルクという。従来においては、多数のボルトを準備し、適当なスナグトルクと回転角度の組み合わせのデータを取って、目的の締め付け軸力を得るのに最適と考えられるスナグトルクと回転角度の組を設定しボルトの軸力管理を行なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のボルトの軸力管理方法にあっては、多数のボルトを準備し、適当なスナグトルクと回転角度の組み合わせのデータを取って、目的の締め付け軸力を得るのに最適と考えられるスナグトルクと回転角度の組を設定しボルトの軸力管理を行なっていただけであったので、そのスナグトルクと回転角度の組が最適なものであるのか、さらにはそのスナグトルクと回転角度の組によってボルト締めを行なった場合に軸力のばらつきは最小限に抑えることができるのかは不明であり、安定的に目標とする軸力が得られない場合もあった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ボルトの軸力管理をするに当たって、軸力ばらつきを最小限に抑えて目標とする軸力を得ることができるボルト、ナットの回転角法締付の最適条件を求める方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、ボルトの軸力管理を行なうに当たって、複数のボルトについて、ボルトを締め付けながら、その回転角度とトルクおよび軸力の値を求め、上記値を複数のボルトについて求めデータを収集し、Ｔ１の仮定したスナグトルクから目標の軸力Ｆまで締めるための角度θを複数本のボルト毎に求め、その平均値（θｍ１とする）を、Ｔ１の仮定したスナグトルクで締めたときの角度締めの角度とし、複数本のボルトについてＴ１の仮定スナグトルク及び角度θｍ１だけ角度締めしたときの軸力ばらつきを求め、さらにスナグトルクをＴ２，Ｔ３，・・・Ｔｎと仮定して、それぞれの仮定したスナグトルクから目標の軸力Ｆまで締めるための角度θを複数本のボルト毎に求め、その平均値（θｍ２，θｍ３，・・・θｍｎ，とする）を、それぞれの仮定したスナグトルクで締めたときの角度締めの角度とし、複数本のボルトについてそれぞれの仮定したスナグトルク及びそれぞれの仮定したスナグトルクに対応する角度平均値（θｍ２，θｍ３，・・・θｍｎ）だけ角度締めしたときの軸力ばらつきを求め、前記求めた軸力ばらつきが極小値になるときのトルクの値をスナグトルクとし、また、そのときの角度を締め付け角度とするようにボルト、ナットの回転角法締付の最適条件を求めたことを要旨とする。
【０００７】
上記方法によりボルト、ナットの回転角法締付の最適条件を求め、ボルトの軸力管理を行なうことにより、目標とする軸力を単なる予想、経験ではなく、軸力のばらつきをも考慮した最適値を得ることができる。これにより、機械組立てに際して目標とする軸力が安定的に得られ、組立て精度を向上させることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図１乃至図５は本発明に係るボルト、ナットの回転角法締付の最適条件を求める方法を実行する場合の作業の流れを解説する図である。これらの図において、図１は本発明の方法の第１段階におけるボルトを締め付けながら、その回転角度とトルクおよび軸力の値を求める操作を表す図である。この図に示すようにボルトを回転させ、種々の回転角度位置においてトルクおよび軸力の値を測定により求める。図１において横軸は回転角度、縦軸は軸力（単位：Ｋｇ）またはトルク（単位：Ｋｇ・ｍ）の値を表す。また図１において○で表された測定値は軸力の値を表し、×で表された測定値はトルクの値を表す。このような回転角度とトルクおよび軸力の測定値を複数のボルトについて求めデータを収集する。これにより、図２に示すような、複数のボルトについての回転角−軸力・トルク曲線が得られる。図２中の曲線の１つ１つがそれぞれのボルト（図２ではボルト１、ボルト２、・・・・、ボルトｎのｎ個のボルト）についての測定により得られた結果である。
【０００９】
次に、目標とする軸力（Ｆとする）を定め、またスナグトルクを或る１つの値に仮定し（Ｔ１とする）、Ｔ１の仮定したスナグトルクに対応する回転角度位置を開始点とし、そこからボルトを回転させて目標の軸力Ｆに到達するまでの締め付け角度θを複数本のボルト毎に求める。図３はこの締め付け角度θをボルト毎に求めている様子を表しており、ボルト１については上記締め付け角度はθ１１、ボルト２については上記締め付け角度はθ１２・・・・ボルトｎについては上記締め付け角度はθ１ｎ、というように締め付け角度を求めている。上述の説明において、スナグトルクに対応し開始点とされた回転角度位置をスナグ点という。図３中には、ボルト１についてのスナグトルクＴ０に対応するスナグ点が例示されている。なお図３にはスナグ点を一点に定め、複数のボルトについて同じ締め付け角度θだけ角度締めすると、ボルト間において軸力ばらつきが生じることを示している。このようにならないように効果的に締付条件を設定するのが本発明の目的とするところである。
【００１０】
Ｔ１の仮定したスナグトルクに対して目標の軸力Ｆに到達するまでの上記締め付け角度を複数のボルトについて求められたら、次にその締め付け角度の平均値（θｍ１とする）を求める。平均の締め付け角度θｍ１は、
θｍ１＝（θ１１＋θ１２＋・・・・＋θ１ｎ）／ｎ
で求められる。
【００１１】
そして、この平均の締め付け角度θｍ１を、Ｔ１の仮定したスナグトルクでボルトを角度締めするときの締め付け角度とし、複数本のボルトについてＴ１の仮定したスナグトルクから角度θｍ１だけ角度締めし、そのときの軸力ばらつきを求める。図４はこのＴ１の仮定したスナグトルクから角度θｍ１だけ角度締めしたときの複数のボルトの軸力、および複数のボルト間における軸力のばらつきの求め方の一例を表しており、ボルト１については上記角度締めしたときの軸力はＦ１１、ボルト２については上記角度締めしたときの軸力はＦ１２・・・・ボルトｎについては上記角度締めしたときの軸力はＦ１ｎ、というように軸力が求められる。そして、この事例では、複数本のボルトについて求められた軸力のうちで最も大きい軸力はボルト１についてのＦ１１であり、最も小さい軸力はボルトｎについてのＦ１ｎであり、複数本のボルトについて求められた軸力はＦ１１とＦ１ｎとの間にばらついていることがわかる。
【００１２】
以上で仮定スナグトルクＴ１についての平均の締め付け角度θｍ１での角度締めによる軸力ばらつきが求められる。
【００１３】
次に、仮定スナグトルクをＴ２，Ｔ３，・・・Ｔｎとし、仮定スナグトルクＴ１についての上述の操作と同様にして、それぞれの仮定スナグトルクＴ２，Ｔ３，・・・Ｔｎに対応する回転角度位置を開始点とし、予め取っているデータベースから目標の軸力Ｆに到達するまでの締め付け角度θを複数本のボルト毎に求める。さらに、それぞれの仮定スナグトルクＴ２，Ｔ３，・・・Ｔｎに対応する締め付け角度の平均値（θｍ２，θｍ３，・・・θｍｎ，とする）を求め、それぞれの仮定スナグトルクで締めたときの角度締めの角度とする。それぞれの仮定スナグトルクＴ２，Ｔ３，・・・Ｔｎに対応する平均の締め付け角度θｍ２，θｍ３，・・・θｍｎは、
θｍ２＝（θ２１＋θ２２＋・・・・＋θ２ｎ）／ｎ
θｍ３＝（θ３１＋θ３２＋・・・・＋θ３ｎ）／ｎ
：
：
θｍｎ＝（θ１１＋θ１２＋・・・・＋θ１ｎ）／ｎ
で求められる。
【００１４】
次に、複数本のボルトについてそれぞれの仮定スナグトルク及び各仮定スナグトルクに対応する平均の締め付け角度（θｍ２，θｍ３，・・・θｍｎ）だけ締めたときの軸力ばらつきを求める。
【００１５】
以上の操作から、複数本のボルトについて、種々の仮定スナグトルクＴ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・Ｔｎに対して、それぞれの仮定スナグトルクに対応する平均の締め付け角度θｍ１，θｍ２，θｍ３，・・・θｍｎと、その平均の締め付け角度だけ角度締めしたときの軸力と、軸力ばらつきと、必要に応じて軸力の平均値と、軸力の最大値および最小値とを求めることができる。これらのスナグトルク、平均の締め付け角度、軸力、軸力ばらつき、その他の項目を実際に求めた事例を下記（表１）に示す。この事例では目標軸力を４０００Ｋｇとしている。
【表１】

【００１６】
この（表１）から明らかになるように、本実施の形態においては、仮定スナグトルクとして採用されたトルクは、０．５Ｋｇ・ｍ，１．０Ｋｇ・ｍ，１．５Ｋｇ・ｍ，２．０Ｋｇ・ｍ，２．５Ｋｇ・ｍ，３．０Ｋｇ・ｍ，３．５Ｋｇ・ｍ，４．０Ｋｇ・ｍ，４．５Ｋｇ・ｍ，５．０Ｋｇ・ｍ，５．９Ｋｇ・ｍの１１種類であり、これらの仮定スナグトルクのそれぞれに対応する平均の締め付け角度は、１２３度、１１２度、１０４度、９６度、８８度、８０度、７１度、６０度、４８度、３３度、０度である。そして、仮定スナグトルクが０．５Ｋｇ・ｍ、平均の締め付け角度が１２３度のときの軸力の平均値は４００６Ｋｇ、軸力の最小値は３７６０Ｋｇ、軸力の最大値は４２３９Ｋｇであり、軸力の最大値と最小値との差（軸力ばらつき：表１中「Ｒ」で表す）は４７９Ｋｇであった。同様にして仮定スナグトルクが１．０Ｋｇ・ｍ、平均の締め付け角度が１１２度の場合、およびその他の場合における軸力およびそのばらつきなども上記表１により求めることができる。
【００１７】
また、表１に示された内容をグラフに表すと図５のようになる。この図において横軸にはスナグトルクおよび平均の締め付け角度をとっており、縦軸には軸力をとっている。また、このグラフ図中における線の一本一本は、複数本のボルトのそれぞれ１個１個に対応している。そして、上記図５のグラフの説明から、軸力ばらつきが極小値を示すところ（全体線図の「くびれ」部分：すなわち、グラフ線の集まり方が上下方向に最も近接しているように表されるところ）でボルト締めを行なえば最も有利にボルトの軸力管理が行なえることになり、それは、上記表１で表された事例では、仮定スナグトルクが１．０Ｋｇ・ｍ、平均の締め付け角度が１１２度のときであり、そのときの軸力ばらつきは４２０Ｋｇであることがわかる。したがって、上述のようにして求めた軸力ばらつきが極小値になるときのトルクの値をボルト、ナットの回転角法締付の最適条件に合ったスナグトルクとし、また、そのときの角度を締め付け角度とするのである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボルトの軸力管理を行なうに当たって、複数のボルトについて、ボルトを締め付けながら、その回転角度とトルクおよび軸力の値を求めた後、複数本のボルトについて、種々の仮定スナグトルクＴ１〜Ｔｎから目標の軸力Ｆまで締めるための角度θを求め、それぞれの仮定グトルクで締めたときの角度締めの角度を算出し、複数本のボルトについてそれぞれの仮定スナグトルクから平均の締め付け角度θｍだけ角度締めし、それぞれの仮定スナグトルク・平均の締め付け角度θｍに対する軸力ばらつきを求め、軸力ばらつきが極小値になるときのトルクの値をボルト、ナットの回転角法締付の最適条件に合ったスナグトルクとし、また、そのときの角度を締め付け角度とするようにしたため、目標とする軸力を単なる予想、経験ではなく、軸力のばらつきをも考慮した上で得ることができる。これにより、機械組立てに際して目標とする軸力が安定的に得られ、組立て精度を向上させることが可能となる。
【００１９】
仮に、このようにして求めた軸力のばらつきに極小値がなく、図５に示すようなグラフがほぼ平行な線になった場合は、回転角による締付け管理方法とトルクによる締付け管理方法とで軸力のばらつきに差がないことが判明する。さらに、データは１回取得すればよく、極めて効率的に回転角締付けの条件を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るボルトの軸力管理方法を実行する場合の第１段階におけるボルトを締め付けながら、その回転角度とトルクおよび軸力の値を求める操作を表す図である。
【図２】前記実施の形態において、複数のボルトについての回転角度とトルクおよび軸力の測定値をグラフに表示した図である。
【図３】前記実施の形態において、Ｔ１の仮定したスナグトルクに対応する回転角度位置を開始点とし、そこからボルトを回転させて目標の軸力Ｆに到達するまでの締め付け角度θを複数本のボルト毎に求める様子を表すグラフ図である。
【図４】前記実施の形態において、平均の締め付け角度θｍ１を、Ｔ１の仮定したスナグトルクでボルトを角度締めするときの締め付け角度とし、複数本のボルトについてＴ１の仮定したスナグトルクから角度θｍ１だけ角度締めしたと想定し、そのときの軸力ばらつきを求め、複数のボルトについて、所定の仮定スナグトルクから平均の締め付け角度だけ角度締めしたときの軸力、および複数のボルト間における軸力のばらつきを求める様子を表すグラフ図である。
【図５】種々のスナグトルクを設定し、複数のボルトについて、そのスナグトルクから平均の締め付け角度だけ角度締めしたときの軸力、および複数のボルト間における軸力のばらつきを求めた結果を集計した表１に示された内容をグラフ線で表した図である。
【図６】ボルトを締め付ける際のボルトの回転角度とそれに応じて変化する軸力との間の関係を表す図である。
【符号の説明】
Ｆ（Ｆ１１，Ｆ１２，・・・Ｆ１ｎ）軸力
Ｔ（Ｔ１１，Ｔ１２，・・・Ｔ１ｎ）仮定スナグトルク
θ（θ１１，θ１２，・・・θ１ｎ）締め付け角度
θｍ（θｍ１，θｍ２，・・・θｍｎ）平均の締め付け角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bolt axial force management method, in particular, a bolt that can be bolted with the least variation in axial force when tightening the bolt to a target axial force by angle tightening, and a rotation angle method tightening of the nut. It relates to a method for obtaining the optimum condition.
[0002]
[Prior art]
When a bolt is tightened, there is a certain relationship between the rotation angle of the bolt and the axial force that changes accordingly, and there is a relationship as shown in the diagram of FIG. 6, for example. That is, when the bolt is rotated, there is a familiarity at the beginning of tightening, and the axial force gradually increases (part a in FIG. 6), and then a proportional relationship is recognized between the rotation angle and the axial force. After that, the material of the bolt reaches the yield point, and the axial force does not increase according to the rotation angle (portion c in FIG. 6). Such a rotation angle-axial force diagram varies depending on the manufacturing variation of the tightened article depending on the bolt. Therefore, in order to obtain a predetermined axial force by bolting, the axial force management of the bolt is performed by various methods. ing.
[0003]
One of them is an angle method tightening conventionally, which is a method of obtaining a target tightening axial force by managing the tightening angle. This method starts from a certain reference value and rotates the bolt by a predetermined angle to obtain a target tightening axial force. As the reference value, a determined torque is used as a rotation start point (a tightening angle start point), and this determined torque is referred to as a snag torque. In the past, a large number of bolts were prepared, data on the appropriate combination of snag torque and rotation angle was taken, and a set of snag torque and rotation angle considered to be optimal for obtaining the desired tightening axial force was set, and the bolt shaft I was doing power management.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional bolt axial force management method is optimal for obtaining a desired tightening axial force by preparing a large number of bolts and taking data of an appropriate combination of snag torque and rotation angle. Since only a set of possible snag torque and rotation angle was set and the axial force management of the bolt was performed, whether the set of snag torque and rotation angle is optimal, further, depending on the combination of the snag torque and rotation angle It is unclear whether or not the variation in axial force can be minimized when bolting is performed, and the target axial force may not be stably obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the purpose thereof is a bolt capable of obtaining a target axial force while minimizing variations in axial force when managing the axial force of the bolt, It is to provide a method for obtaining the optimum condition of the nut rotation angle method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention determines the rotational angle, torque, and axial force values of a plurality of bolts while tightening the bolts, and determines the values for the plurality of bolts. The obtained data is collected, and the angle θ for tightening from the assumed snag torque of T1 to the target axial force F is obtained for each of a plurality of bolts, and the average value (θm1) is tightened with the assumed snag torque of T1. Assuming that the angle is tightened, the assumed snag torque of T1 and the axial force variation when the angle is tightened by the angle θm1 are obtained for a plurality of bolts, and the snag torque is assumed to be T2, T3,. The angle θ for tightening from the assumed snag torque to the target axial force F is obtained for each of a plurality of bolts, and the average value (θm2, θm3,... Θ n,) is defined as an angle of angle tightening when tightening with each assumed snag torque, and for each of the plurality of bolts, each assumed snag torque and an average angle value corresponding to each assumed snag torque (θm2, θm3) ... Θmn) is obtained to obtain the axial force variation when the angle is tightened, the torque value when the obtained axial force variation becomes the minimum value is set as the snag torque, and the angle at that time is set as the fastening angle. The gist is to find the optimum conditions for bolt and nut rotation angle method tightening.
[0007]
By finding the optimum conditions for bolt and nut rotation angle tightening by the above method and managing the axial force of the bolt, the target axial force is not simply predicted and experienced, but also considering the variation in axial force A value can be obtained. As a result, a target axial force can be stably obtained in assembling the machine, and the assembling accuracy can be improved.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 5 are diagrams for explaining the work flow when executing the method for obtaining the optimum conditions for bolt and nut rotation angle method tightening according to the present invention. In these drawings, FIG. 1 is a diagram showing an operation of obtaining the rotation angle, torque and axial force values while tightening the bolt in the first stage of the method of the present invention. As shown in this figure, the bolt is rotated, and the values of torque and axial force are obtained by measurement at various rotational angle positions. In FIG. 1, the horizontal axis represents the rotation angle, and the vertical axis represents the value of the axial force (unit: Kg) or torque (unit: Kg · m). In FIG. 1, the measured value represented by ◯ represents the value of axial force, and the measured value represented by × represents the value of torque. The measured values of the rotation angle, torque, and axial force are obtained for a plurality of bolts, and data is collected. Thereby, a rotation angle-axial force / torque curve for a plurality of bolts as shown in FIG. 2 is obtained. Each of the curves in FIG. 2 is a result obtained by measurement with respect to each bolt (in FIG. 2, n bolts of bolt 1, bolt 2,..., Bolt n).
[0009]
Next, a target axial force (F) is determined, the snag torque is assumed to be a certain value (T1), and the rotation angle position corresponding to the assumed snag torque of T1 is set as a starting point. Then, the tightening angle θ from when the bolt is rotated until it reaches the target axial force F is determined for each of the plurality of bolts. FIG. 3 shows how the tightening angle θ is obtained for each bolt. For the bolt 1, the tightening angle is θ11, for the bolt 2, the tightening angle is θ12,... Obtains the tightening angle such as θ1n. In the above description, the rotation angle position corresponding to the snag torque and set as the start point is referred to as a snag point. In FIG. 3, the snag point corresponding to the snag torque T0 about the bolt 1 is illustrated. FIG. 3 shows that when a snug point is set to one point and a plurality of bolts are tightened by the same tightening angle θ, variation in axial force occurs between the bolts. It is an object of the present invention to set the tightening conditions effectively so as not to occur.
[0010]
Once the tightening angle until the target axial force F is reached with respect to the assumed snag torque of T1 is determined for a plurality of bolts, the average value of the tightening angles (referred to as θm1) is then determined. The average tightening angle θm1 is
θm1 = (θ11 + θ12 +... + θ1n) / n
Is required.
[0011]
Then, this average tightening angle θm1 is set as a tightening angle when the bolt is angularly tightened with the snag torque assumed by T1, and the plurality of bolts are angle-tightened by an angle θm1 from the snag torque assumed by T1. Find the force variation. FIG. 4 shows an example of how to determine the axial force of a plurality of bolts and the variation in the axial force between the plurality of bolts when the angle θm1 is tightened from the assumed snag torque of T1. The axial force when the angle is tightened is F11. For the bolt 2, the axial force when the angle is tightened is F12... For the bolt n, the axial force when the angle is tightened is F1n. It is done. In this example, the largest axial force among the axial forces obtained for the plurality of bolts is F11 for the bolt 1, and the smallest axial force is F1n for the bolt n. It can be seen that the obtained axial force varies between F11 and F1n.
[0012]
The axial force variation due to the angle tightening at the average tightening angle θm1 for the assumed snag torque T1 is thus obtained.
[0013]
Next, the assumed snag torque is set to T2, T3,... Tn, and the rotational angle positions corresponding to the respective assumed snag torques T2, T3,. Then, the tightening angle θ until the target axial force F is reached is obtained for each of a plurality of bolts from a database taken in advance. Further, an average value of the tightening angles corresponding to the respective assumed snag torques T2, T3,... Tn (referred to as θm2, θm3,... Θmn) is obtained, and the angle tightening when tightening with the respective assumed snag torques is performed. An angle. The average tightening angles θm2, θm3,... Θmn corresponding to the respective assumed snag torques T2, T3,.
θm2 = (θ21 + θ22 +... + θ2n) / n
θm3 = (θ31 + θ32 +... + θ3n) / n
:
:
θmn = (θ11 + θ12 +... + θ1n) / n
Is required.
[0014]
Next, the variation in axial force when a plurality of bolts are tightened by the respective assumed snag torque and the average tightening angle (θm2, θm3,... Θmn) corresponding to each assumed snag torque is obtained.
[0015]
From the above operation, the average tightening angles θm1, θm2, θm3,... Θmn corresponding to the respective assumed snag torques with respect to various assumed snag torques T1, T2, T3,. Then, the axial force when the angle is tightened by the average tightening angle, the axial force variation, the average value of the axial force, and the maximum value and the minimum value of the axial force can be obtained as necessary. Examples of actually obtaining these snag torque, average tightening angle, axial force, axial force variation, and other items are shown below (Table 1). In this example, the target axial force is 4000 kg.
[Table 1]

[0016]
As is clear from this (Table 1), in the present embodiment, the torque adopted as the assumed snag torque is 0.5 kg · m, 1.0 kg · m, 1.5 kg · m, 2.0 kg · 11 types of m, 2.5 kg · m, 3.0 kg · m, 3.5 kg · m, 4.0 kg · m, 4.5 kg · m, 5.0 kg · m, 5.9 kg · m, these The average tightening angle corresponding to each of the assumed snag torques is 123 degrees, 112 degrees, 104 degrees, 96 degrees, 88 degrees, 80 degrees, 71 degrees, 60 degrees, 48 degrees, 33 degrees, and 0 degrees. When the assumed snag torque is 0.5 kg · m and the average tightening angle is 123 degrees, the average value of the axial force is 4006 kg, the minimum value of the axial force is 3760 kg, and the maximum value of the axial force is 4239 kg. The difference between the maximum value and the minimum value (axial force variation: represented by “R” in Table 1) was 479 kg. Similarly, when the assumed snag torque is 1.0 kg · m, the average tightening angle is 112 degrees, and other cases, the axial force and its variation can be obtained from Table 1 above.
[0017]
Further, the contents shown in Table 1 are represented in a graph as shown in FIG. In this figure, the horizontal axis represents the snag torque and the average tightening angle, and the vertical axis represents the axial force. Each line in the graph corresponds to each of a plurality of bolts. From the description of the graph of FIG. 5, the axial force variation shows the minimum value (the “necked portion” of the overall diagram: that is, the way of gathering the graph lines is expressed as closest to the vertical direction. If the bolts are tightened, the bolt axial force management can be most advantageously performed. In the example shown in Table 1, the assumed snag torque is 1.0 kg · m, and the average tightening angle is It is at 112 degrees, and the axial force variation at that time is found to be 420 kg. Therefore, the torque value when the variation in the axial force obtained as described above becomes the minimum value is the snag torque that matches the optimum conditions of bolt and nut rotation angle method tightening, and the angle at that time is the tightening angle. It is.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in managing the axial force of a bolt, after obtaining the rotation angle, torque and axial force values of the plurality of bolts while tightening the bolts, the plurality of bolts , The angle θ for tightening from various assumed snag torques T1 to Tn to the target axial force F is obtained, the angle of angle tightening when tightening with each assumed torque is calculated, and each assumed snag torque for a plurality of bolts is calculated. The average tightening angle θm is tightened to obtain the assumed axial torque variation for each assumed snag torque and average tightening angle θm, and the torque value when the axial force variation becomes the minimum value is tightened by the rotation angle method for bolts and nuts. The snag torque that matches the optimal conditions is attached, and the angle at that time is set as the tightening angle. Mere anticipation of force, rather than experience, can be obtained in consideration also the variation in the axial force. As a result, a target axial force can be stably obtained in assembling the machine, and the assembling accuracy can be improved.
[0019]
If there is no minimum value in the variation in the axial force obtained in this way and the graph shown in FIG. It turns out that there is no difference in the variation of the axial force. Furthermore, the data only needs to be acquired once, and the rotation angle tightening condition can be obtained very efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an operation for obtaining a rotation angle, a torque, and a value of an axial force while tightening a bolt in a first stage when executing a bolt axial force management method according to an embodiment of the present invention. is there.
FIG. 2 is a graph showing measured values of rotation angle, torque, and axial force for a plurality of bolts in the embodiment.
FIG. 3 shows a rotation angle position corresponding to the snag torque assumed in T1 as a starting point in the embodiment, and a plurality of tightening angles θ from when the bolt is rotated until the target axial force F is reached. It is a graph showing a mode that it calculates | requires for every volt | bolt.
4 shows an average tightening angle θm1 as the tightening angle when bolts are tightened with the snag torque assumed for T1, and multiple bolts are tightened by an angle θm1 from the snag torque assumed for T1. FIG. Assuming that the axial force at that time is obtained, the axial force when multiple bolts are tightened at an average tightening angle from a predetermined hypothetical snag torque, and the variation in axial force between multiple bolts FIG.
FIG. 5 is a table in which various snag torques are set, and for a plurality of bolts, the axial force when the average tightening angle is tightened from the snag torque, and the results of obtaining variations in the axial force between the plurality of bolts are tabulated. FIG. 3 is a diagram showing the contents shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a rotation angle of a bolt when the bolt is tightened and an axial force that changes in accordance with the rotation angle.
[Explanation of symbols]
F (F11, F12, ... F1n) Axial force T (T11, T12, ... T1n) Assumed snag torque θ (θ11, θ12, ... θ1n) Tightening angle θm (θm1, θm2, ... θmn) Average tightening angle

Claims

While tightening the bolt, find the rotation angle and torque and axial force values.
Obtain the above values for multiple bolts, collect data,
The angle θ for tightening from the snag torque assumed for T1 to the target axial force F is obtained for each of a plurality of bolts, and the average value (referred to as θm1) is tightened with the snag torque assumed for T1. age,
The axial force variation when T1 assumed snag torque and angle θm1 are tightened for a plurality of bolts is obtained,
Further, assuming that the snag torque is T2, T3,... Tn, an angle θ for tightening from each assumed snag torque to the target axial force F is obtained for each of a plurality of bolts, and an average value (θm2, θm3, ..., Θmn,) is the angle of the angle tightening when tightened with the respective assumed snag torque,
For each of the plurality of bolts, the assumed snag torque and the axial force variation when the angle is tightened by the angle average value (θm2, θm3,... Θmn) corresponding to each assumed snag torque are obtained.
The value of torque when the obtained axial force variation becomes a minimum value is the snag torque, and the angle at that time is the tightening angle.
A method for obtaining the optimum conditions for bolt and nut rotation angle method tightening.