實(shí)際工作中，如何選擇螺栓擰緊設(shè)備？ 

01  選擇擰緊設(shè)備的類型
擰緊設(shè)備的種類非常多，這里選取三種常見的工具進(jìn)行介紹：
1類，扭矩扳子
扭矩板子是*常見的擰緊裝配工具了，按照結(jié)構(gòu)一般分為示值式和預(yù)置式兩種。示值式又可以分為指針式和數(shù)字式，這兩種主要用于力矩檢測(cè)操作。預(yù)置式又可以分為帶刻度可調(diào)式和定值式，這里重點(diǎn)介紹定值式扭矩扳手。

定值扭矩扳手又稱為“咔噠扳手”，沒有動(dòng)力部分，需要人力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使用的是*簡單的杠桿原理，在到達(dá)設(shè)定扭矩的時(shí)候會(huì)發(fā)出一個(gè)“咔噠”的聲響。這是一種非常常見的用于將螺紋付擰緊至規(guī)定工藝扭矩的工具。這種擰緊工具的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜成本易控，缺點(diǎn)是力矩精度偏低。
在擰緊過程達(dá)到預(yù)定的扭矩時(shí)，雖然能夠發(fā)出一個(gè)所謂的能夠被 操作者明確感知到的機(jī)械信號(hào)，但是卻無法中斷扭矩輸出。而操作者從感受到信號(hào)到停止動(dòng)作是需要一定反應(yīng)時(shí)間的，這意味著操作者可能會(huì)繼續(xù)擰緊，施加一個(gè)超過觸發(fā)扳手聲響的擰緊力矩。
這種情況下對(duì)于操作者的手法要求 是非常高的，速度不能過快。根據(jù)裝配生產(chǎn)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，快速擰緊得到的扭矩會(huì)明顯的高于慢速擰緊得到的扭矩。如果擰緊點(diǎn)是硬連接的話影響更大，因?yàn)橛策B接只需要施加一個(gè)很小的角度就會(huì)使扭矩快速增加。
一般定值扭矩扳手用于終緊操作，之前會(huì)有一個(gè)使用動(dòng)力工具快速預(yù)緊螺栓的操作。這時(shí)動(dòng)力工具的力矩一定不能大于定值扳手的觸發(fā)力矩，一般推薦使用工藝力矩的50%。因?yàn)槎ㄖ蛋馐种荒鼙ＷC擰緊力矩*小值，如果帶釘力矩遠(yuǎn)超工藝力矩是無法識(shí)別出來的。
比如，工藝力矩是5Nm，帶釘動(dòng)力工具錯(cuò)誤的使用了10Nm，這時(shí)使用定值扳手終緊發(fā)現(xiàn)不了*終扭矩超出了工藝上限。對(duì)于一些重要的擰緊點(diǎn)，應(yīng)該使用能夠顯示實(shí)際值的擰緊工具如數(shù)顯扳手進(jìn)行力矩抽檢。
2類，機(jī)械離合式連續(xù)旋轉(zhuǎn)工具
這類工具比較常見的就是蓄電池扭矩扳手，它具有一個(gè)機(jī)械式離合器，在達(dá)到設(shè)定扭矩的時(shí)候會(huì)打滑，切斷動(dòng)力的輸出。離合器式工具的扭矩輸出重復(fù)性對(duì)比定值扭矩扳手來說更好一些，能夠*大程度減少人員操作的影響。

對(duì)于軟連接來說，如果工具的轉(zhuǎn)速過高會(huì)導(dǎo)致提前觸發(fā)離合，這時(shí)零件可能還沒有達(dá)到要求的形變狀態(tài)，即沒有產(chǎn)生足夠的預(yù)緊力，所以對(duì)于軟連接來說要控制工具的*大轉(zhuǎn)速。
具體的轉(zhuǎn)速要求，需要通過實(shí)際模擬測(cè)試來判斷。
對(duì)于硬連接而言，離合器會(huì)發(fā)生切斷延遲，導(dǎo)致觸發(fā)扭矩偏高，所以也需要模擬實(shí)際裝配情況對(duì)工具進(jìn)行評(píng)估。
第三類，帶有控制系統(tǒng)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)工具
這類工具重點(diǎn)說電動(dòng)擰緊系統(tǒng)。電動(dòng)擰緊系統(tǒng)一般由電動(dòng)機(jī)和控制單元組成，至少會(huì)有一個(gè)扭矩或扭矩/轉(zhuǎn)角傳感器，這些傳感器會(huì)在擰緊過程中實(shí)時(shí)傳遞測(cè)量結(jié)果，一旦達(dá)到設(shè)定的工藝值，工具會(huì)立刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
 
相比前兩類工具而言，這類工具具有非常大的優(yōu)勢(shì)：
擰緊精度非常高，扭矩輸出重復(fù)性高；
它可以通過擰緊程序設(shè)置兩步或兩步以上的擰緊步驟，可以在一把工具上實(shí)現(xiàn)快速旋入帶釘操作和終緊操作；
可以實(shí)時(shí)測(cè)量擰緊過程數(shù)據(jù)，通過監(jiān)控窗口的設(shè)置能夠立刻識(shí)別出不合格擰緊；
操作者可以通過聲光電信號(hào)明確的知道當(dāng)前擰緊結(jié)果是否合格；
擰緊結(jié)果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以用于存檔。
缺點(diǎn)也是有的，*主要的就是這類電動(dòng)擰緊系統(tǒng)的價(jià)格會(huì)非常高，不利于成本控制。
以上就是常見的三種擰緊工具，這三種工具，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行混搭配置。
通常電動(dòng)擰緊系統(tǒng)，用于**等級(jí)A\B類與生命**和功能相關(guān)的擰緊點(diǎn)。例如車輪螺栓、副車架螺栓等會(huì)使用擰緊軸，**帶、座椅螺栓等會(huì)使用EC扳手。
機(jī)械離合式扭矩扳手，用于**等級(jí)C類的小扭矩終緊操作或大扭矩帶釘操作。例如擋泥板、底護(hù)板等螺釘會(huì)使用蓄電池扭矩扳手。
定值扭矩扳手，用于**等級(jí)C類大扭矩終緊操作，當(dāng)然它也可以用于**等級(jí)A/B類擰緊，但是需要附加一系列的控制條件用來保證擰緊質(zhì)量。
對(duì)于A\B\C類**等級(jí)劃分，不了解的老鐵們可以看一下以前發(fā)布的文章。
02
選擇擰緊設(shè)備的精度
精度是什么？精度就是測(cè)量實(shí)際值與目標(biāo)值之間的接近程度。
實(shí)際值與目標(biāo)值非常接近，稱之為精度高或者重復(fù)性高；反之實(shí)際值與目標(biāo)值非常遠(yuǎn)，稱之為精度低或重復(fù)性低。
圖片
精度的衡量上有很多標(biāo)準(zhǔn)，比如：
ISO 5393（用于螺紋堅(jiān)固件的回轉(zhuǎn)式啟動(dòng)裝配工具 性能試驗(yàn)方法）；
ISO 6789（螺釘和螺母用裝配工具.手動(dòng)轉(zhuǎn)矩工具.設(shè)計(jì)一致性試驗(yàn)、質(zhì)量一致性試驗(yàn)和重新校準(zhǔn)程序的要求和試驗(yàn)方法）；
VDI 2647（擰緊工具動(dòng)態(tài)測(cè)試的說明）；
JJG 707（扭矩板子檢定規(guī)程）；
JJF 1610（電動(dòng)、氣動(dòng)扭矩板子校準(zhǔn)規(guī)范）。
那么，什么樣的工具精度才能滿足我們的要求呢？
首先，要看設(shè)計(jì)師所確定的扭矩公差范圍。一般來說設(shè)計(jì)師確定的扭矩公差是優(yōu)良不會(huì)直接應(yīng)用在裝配設(shè)備選型中的。
比如，某個(gè)螺栓連接的扭矩公差為±10%，那么要想滿足工藝過程要求就肯定不能使用扭矩精度為±10%的擰緊設(shè)備。
以某銷量**的合資廠為例，扭矩公差的*低限度要求為±15%。
接下來，我們了解一下CP這個(gè)概念。
別誤會(huì)??！不是自古紅藍(lán)出CP那個(gè)啦！

我說的CP是Process Capability，也就是過程能力。
一般認(rèn)為，如果過程能力能夠達(dá)到滿意的程度，那么CP值要大于1.33
 
結(jié)合設(shè)計(jì)公差±15%，得出工具的精度不能小于11%，
在實(shí)際選型中，會(huì)按照以下精度要求：
C類低精度擰緊設(shè)備的精度要求為±10%
A\B類高精度擰緊設(shè)備的精度要求為±5%
精度選型時(shí)，可以參考設(shè)備廠家給出的出廠精度，以某品牌擰緊設(shè)備為例：
EC扳手精度±5%；
彎頭擰緊軸精度±5%；
直柄擰緊軸精度±2.5%；
看來這家的設(shè)備可以滿足我們的精度要求嘛。
03
選擇擰緊設(shè)備的扭矩工作范圍
類型和精度選完了，接下來需要我們來考慮一下擰緊設(shè)備的扭矩工作范圍，這里以電動(dòng)擰緊設(shè)備，EC扳手和擰緊軸為例。
電動(dòng)擰緊設(shè)備只有在規(guī)定的扭矩范圍內(nèi)才能達(dá)到*佳的扭矩輸出精度，這個(gè)范圍需要設(shè)備廠家來提供。
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，一般工作在*大扭矩50%~80%左右*佳，即能保證精度又能保證經(jīng)濟(jì)性。
如果選取的設(shè)備扭矩范圍太大，可能會(huì)導(dǎo)致擰緊精度不足，同時(shí)成本也會(huì)增加。如果選取的設(shè)備扭矩范圍太小，可能會(huì)無法滿足工藝要求，長時(shí)間工作在滿負(fù)荷狀態(tài)下也會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。
那么該如何選擇呢？光說不練假把式，讓我們來實(shí)際操作一下。
**題，設(shè)計(jì)工藝扭矩40Nm±15%
先按照工具50%~80%的區(qū)間，得出待選工具*大扭矩值范圍在50Nm~80Nm之間，查詢下面的參數(shù)表，找到型號(hào)為EME51-10J的設(shè)備，有效扭矩范圍20Nm-70Nm，滿足我們的工藝需求。

2題，設(shè)計(jì)工藝扭矩20Nm+90°
六角法蘭螺栓，直徑M8，強(qiáng)度等級(jí)10.9，對(duì)于這種過屈服點(diǎn)的擰緊工藝來說，需要考慮的因素就非常多了，根據(jù)給出的信息我們來查詢一下預(yù)緊力扭矩關(guān)系表。
 
查詢?cè)摫砜梢缘贸觯哼@個(gè)工藝*大擰緊實(shí)際力矩為55Nm，除此之外還要考慮一些其他因素，在本例中法蘭面和摩擦系數(shù)波動(dòng)各需要給出20%的余量。
那么，得出工藝*大扭矩55Nm*1.4=77Nm。
再看工藝扭矩20Nm+90°，設(shè)備的有效扭矩范圍必須包含20Nm，所以*小扭矩20Nm，即扭矩范圍20Nm~77Nm。
再次查詢上面的設(shè)備參數(shù)表，找到型號(hào)為EME60-10J的設(shè)備，該設(shè)備扭矩范圍20Nm~90Nm，滿足我們的需求。
以上就是我所要介紹的擰緊設(shè)備選型三個(gè)要素了，在實(shí)際選型工作中需要考慮的因素還有很多，比如需要考慮工具的可達(dá)性和是否符合人機(jī)工程等等。