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標(biāo)題: 一個改制的M10空心螺栓的擰緊力矩?zé)o法確定 [打印本頁]
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-13 19:41
標(biāo)題: 一個改制的M10空心螺栓的擰緊力矩?zé)o法確定
發(fā)帖請教一個空心螺栓的擰緊力矩問題。前段時間做了一個低壓油管管路的簡單方案，其中一個改制的M10空心螺栓的擰緊力矩?zé)o法確定，向大家請教一下。

如圖：油泵出口連接兩個潤滑油路，鋼制油管總成是鋼管兩端焊接接頭體，兩個油管總成的接頭體串在空心螺栓上。

由于螺栓是空心螺栓，且在兩個垂直方向上開有出油孔，考慮到螺栓跟接頭體之間都是采用墊片密封，不知道該如何設(shè)定此處的擰緊力矩。還請各路高人多多指教~

作者: 龍游大海    時間: 2015-6-13 20:09
加壓不漏就是好的
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-13 20:58
龍游大海 發(fā)表于 2015-6-13 20:09
加壓不漏就是好的

意思是通過試驗(yàn)測一下？之前小批量生產(chǎn)過的只安裝一根油管（兩面壓墊片），扭矩給的是20~30Nm，沒有出現(xiàn)漏油。
但是這次加了一根油管，漏點(diǎn)也多了一個，通過試驗(yàn)定擰緊力矩是怎么個操作方法？這東西是奔著量產(chǎn)去的。汗~
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-13 22:03
xingzhehust 發(fā)表于 2015-6-13 20:58
意思是通過試驗(yàn)測一下？之前小批量生產(chǎn)過的只安裝一根油管（兩面壓墊片），扭矩給的是20~30Nm，沒有出現(xiàn)漏 ...

墊片是標(biāo)準(zhǔn)件，鋁的。您也建議實(shí)測是吧？范圍的上限值怎么確定呢？油泵是鑄鋁件，目前螺紋沒加鋼絲螺套，好像對于這種鋁件螺紋孔的擰緊力矩也是暫無標(biāo)準(zhǔn)。表示自己不敢定這個值，也不知道該用計算或者CAE的方法能得出具體數(shù)值？十分感謝~
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-13 22:05
xingzhehust 發(fā)表于 2015-6-13 20:58
意思是通過試驗(yàn)測一下？之前小批量生產(chǎn)過的只安裝一根油管（兩面壓墊片），扭矩給的是20~30Nm，沒有出現(xiàn)漏 ...

墊片是標(biāo)準(zhǔn)件，鋁的。您也建議實(shí)測是吧？范圍的上限值怎么確定呢？油泵是鑄鋁件，目前螺紋沒加鋼絲螺套，好像對于這種鋁件螺紋孔的擰緊力矩也是暫無標(biāo)準(zhǔn)。表示自己不敢定這個值，也不知道該用計算或者CAE的方法能得出具體數(shù)值？十分感謝~
作者: 極速北極光    時間: 2015-6-13 22:58
20~30NM，這力距有點(diǎn)大，
作者: fmdd    時間: 2015-6-13 23:46
通常來說，扭矩只有1/10轉(zhuǎn)換為有效拉力，其余部分被臺階面、螺紋旋合的摩擦消耗了。

螺栓的拉力是對抗泄露的主力，它與你的工作介質(zhì)的壓力直接相關(guān)，你需要密封的介質(zhì)壓力是多少？是否為恒定壓力？有沒有應(yīng)力幅？

你的墊片材料為鋁，用來密封的墊片材質(zhì)通常比較軟，這個屬于軟連接，它容易產(chǎn)生松弛。

摩擦系數(shù)的偏差往往會造成最終的力矩變化幅度大，影響非常明顯，理論計算與實(shí)際應(yīng)用還是有差距的。

建議你們做耐壓試驗(yàn)，使用最大工作壓力的1.5~2倍，來做密封性測試，如果在這個壓力下泄漏量在允許范圍內(nèi)(完全不泄露的物體是不存在的)，它批產(chǎn)時泄露的概率就很低了。
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-14 07:25
fmdd 發(fā)表于 2015-6-13 23:46
通常來說，扭矩只有1/10轉(zhuǎn)換為有效拉力，其余部分被臺階面、螺紋旋合的摩擦消耗了。

螺栓的拉力是對抗泄 ...

我們在之前一根油管的處開口位置測過壓力，1~2bar。沒有油泵出口端的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是油泵自帶溢流閥開啟壓力為1MPa，這個壓力應(yīng)該不算很高。由于油泵輸入轉(zhuǎn)速是不受控的，所以應(yīng)力幅肯定是有的。
如果做耐壓試驗(yàn)，擰緊力矩測試值怎么設(shè)定合理？保壓時間測多久合適？產(chǎn)品本身可靠性要求還是很高的。謝謝指教~
作者: 水水5    時間: 2015-6-14 08:22
雖然是低壓供油系統(tǒng)（1~2bar），但是僅對螺栓的工藝來講，5.5的孔不好鉆，剩余壁厚有點(diǎn)薄，工藝性能不好，而且還有交叉孔。
建議改用大點(diǎn)的螺栓，即安全，工藝性能也好，可靠性高。
建議改用M16的螺栓，鉆8個的孔。
擰緊力矩，交叉孔對擰緊力矩的消弱比較大。擰緊后再擰半圈即可。如果壓力有持續(xù)脈動，建議更換其他方案。
作者: 呱呱的等待    時間: 2015-6-14 11:19
一般的這個密封件不都是選著組合密封墊 或者銅墊嘛？
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-14 11:50
極速北極光 發(fā)表于 2015-6-13 22:58
20~30NM，這力距有點(diǎn)大，

您覺得20~30Nm偏大？之前有一個應(yīng)用的例子（已批產(chǎn)），只有一根油管的，他們給的是39±7Nm。說白了，就是參照普通8.8級M10的擰緊力矩給的。您覺得偏大是什么原因呢？謝謝指教~
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-14 11:56
水水5 發(fā)表于 2015-6-14 08:22
雖然是低壓供油系統(tǒng)（1~2bar），但是僅對螺栓的工藝來講，5.5的孔不好鉆，剩余壁厚有點(diǎn)薄，工藝性能不好，而 ...

加大螺紋規(guī)格跟出油孔尺寸是個好建議，我們會考慮。即使加大螺栓后，擰緊力矩又該怎么給呢？
您說的擰緊后再擰半圈在實(shí)際批產(chǎn)用氣動扳手的時候怎么處理？手動擰半圈測出扭矩值？謝謝指教~
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-14 12:01
呱呱的等待 發(fā)表于 2015-6-14 11:19
一般的這個密封件不都是選著組合密封墊 或者銅墊嘛？

坦白講，這中方案是借鑒現(xiàn)生產(chǎn)的一個例子來的。我拆過，是鋁的，回頭可以確認(rèn)一下圖紙。您說的組合密封墊和銅墊是用的什么地方的？謝謝~
作者: 呱呱的等待    時間: 2015-6-14 13:23
xingzhehust 發(fā)表于 2015-6-14 12:01
坦白講，這中方案是借鑒現(xiàn)生產(chǎn)的一個例子來的。我拆過，是鋁的，回頭可以確認(rèn)一下圖紙。您說的組合密封墊 ...

一般用在液壓管路上面的……
作者: 走啊走    時間: 2015-6-14 14:18
組合密封墊圈JB982，空心螺栓貌似也是標(biāo)準(zhǔn)件，我們用M18以上的多，沒注意M10的有沒有
作者: 水水5    時間: 2015-6-14 15:45
首先根據(jù)空心圓管計算其最大扭矩，螺栓的屈服強(qiáng)度可以查手冊，例如8.8級的可以認(rèn)為其屈服強(qiáng)度是640兆帕。許用剪切應(yīng)力一般為許用拉應(yīng)力的0.7倍，許用拉應(yīng)力一般為屈服強(qiáng)度除以1.5。又考慮你液壓的脈動，還得再除以個2，比較保險。這樣許用剪切應(yīng)力只有約150兆帕。
不考慮交叉孔削弱，按空心圓管計算，外徑9，內(nèi)徑5.5，扭矩20NM，其應(yīng)力約為160兆帕。

建議1.首先計算最大扭矩。2用有限元分析軟件模擬一下。3在實(shí)驗(yàn)室實(shí)測破壞扭矩，根據(jù)實(shí)測值考慮個安全系數(shù)，定個實(shí)際扭矩。4，在現(xiàn)場加載這個實(shí)際扭矩的暫定值，將供油壓力提升至最大工況壓力的1.5倍，看能保壓多長時間。泄漏量是否允許。實(shí)驗(yàn)后拆下螺栓仔細(xì)觀察有沒有縮頸等屈服現(xiàn)象。多做幾次實(shí)驗(yàn)，如果都合格，證明是可靠的。
作者: 水水5    時間: 2015-6-14 15:48
應(yīng)力很好算的，分分鐘的事。M10的底徑貌似不是9啊，不好意思。
(, 下載次數(shù): 39)
作者: 水水5    時間: 2015-6-14 16:29
用solidworks 模擬了下，看來交叉孔對扭轉(zhuǎn)的削弱還是很厲害的，孔位置的剪切應(yīng)力約為其他表面的2.1倍。
僅供參考，功力不到。
剪切應(yīng)力：加載20NM
(, 下載次數(shù): 42)

作者: fmdd    時間: 2015-6-14 19:18
(, 下載次數(shù): 43)
作者: fmdd    時間: 2015-6-14 19:48

檢測介質(zhì)為空氣，空氣分子直徑遠(yuǎn)小于液體(燃油、剎車油、冷卻液)，所以空氣更容易從零件的縫隙中滲透，也就是說，氣體比液體更容易滲漏。

汽車行業(yè)有幾個檢測范例可做參考。

汽油的空氣泄漏率通常為1 – 5 cc/min. 該最大允許空氣泄漏率足以防止汽油泄漏。
最大泄漏率15 cc/min 足以防止自來水的泄漏。
對發(fā)動機(jī)冷卻液(乙二醇和添加劑) ，更大的泄漏率是允許的，通常是30-50 cc/min。

最大允許泄漏率是經(jīng)驗(yàn)值，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無計算公式可推。
l初始泄漏率設(shè)定一般參考同類產(chǎn)品。
l即使是同類產(chǎn)品，泄漏率也會不同。
-環(huán)境影響（溫度、濕度）
-工藝設(shè)計、結(jié)構(gòu)不同
- 材質(zhì)不同
最終泄漏率的設(shè)定一般在試生產(chǎn)階段。
作者: 林86523001    時間: 2015-6-14 20:39
要求高的話就做試驗(yàn),不過我倒是覺的你可以想想密封的過程,螺紋密封還是其他方式的密封
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-14 21:05
水水5 發(fā)表于 2015-6-14 16:29
用solidworks 模擬了下，看來交叉孔對扭轉(zhuǎn)的削弱還是很厲害的，孔位置的剪切應(yīng)力約為其他表面的2.1倍。
僅 ...

受教了，我們下一步也找計算方面的同事做一下，通過仿真做一下空心螺栓的受力狀況和墊片結(jié)合面的面壓情況。多謝您的指教~
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-14 21:10
fmdd 發(fā)表于 2015-6-14 19:48
檢測介質(zhì)為空氣，空氣分子直徑遠(yuǎn)小于液體(燃油、剎車油、冷卻液)，所以空氣更容易從零件的縫隙中滲透，也 ...

這個地方是供潤滑油的，我個人的主觀印象一支以為是不泄露的。原來泄露檢測還有這么多學(xué)問，多謝~
作者: 余龍12    時間: 2015-6-15 16:28
可以裹上生料帶擰緊
作者: aacreem    時間: 2015-6-15 17:24
學(xué)習(xí)了
作者: 水中翌    時間: 2015-6-15 17:42
我的路還很長啊
作者: 中國龍1222    時間: 2015-6-15 18:30
路過一下
作者: 極速北極光    時間: 2015-6-16 23:32
xingzhehust 發(fā)表于 2015-6-14 11:50
您覺得20~30Nm偏大？之前有一個應(yīng)用的例子（已批產(chǎn)），只有一根油管的，他們給的是39±7Nm。說白了，就是 ...

根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，你這個螺釘可能承受不了這么大的力距
作者: hkling    時間: 2015-6-18 08:13
螺紋面和密封圈直接接觸？這樣容易劃傷密封圈吧。
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-18 20:03
極速北極光 發(fā)表于 2015-6-16 23:32
根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，你這個螺釘可能承受不了這么大的力距

之前有一根單出油孔的，比較短，廠家做過扭緊試驗(yàn)，20~30Nm沒問題。加到50~60Nm斷的。
作者: xingzhehust    時間: 2015-6-18 20:06
hkling 發(fā)表于 2015-6-18 08:13
螺紋面和密封圈直接接觸？這樣容易劃傷密封圈吧。

是簡單的金屬墊片端面密封，不確定你說的螺紋面和密封圈直接接觸是什么意思？
平墊片是金屬材料，這里是鋁的，銅墊片可能更多。墊片靠螺栓打緊，因?yàn)閴|片較軟，靠變形來填充。密封上下兩個接觸面。
作者: eddyzhang    時間: 2015-6-18 23:36
沒三維裝配，無法做分析。個人建議：
1，一般螺栓預(yù)緊力都是按照，屈服強(qiáng)度的70%計算。這樣可以計算截面的最大預(yù)緊力。
2，根據(jù)螺紋大小，螺母，墊片間摩擦系數(shù)，確定扭矩。
3，墊片本身較小了，漏油不一定是扭矩不夠，有可能安裝的時候沒有裝好導(dǎo)致漏油。
4，考慮到工作是壓力較小，油溫溫升應(yīng)該對結(jié)構(gòu)本身影響較小。
5，設(shè)備運(yùn)行是否有振動產(chǎn)生，考慮鋁制墊片振動的松弛，導(dǎo)致漏油。
作者: 飛比尋常    時間: 2015-6-19 15:27
一般采用組合墊的比較多，空心接頭要保證兩面的平行度，如果需要之類的接頭可以聯(lián)系我QQ1928468910
作者: 王wwj90    時間: 2020-11-24 13:36
純理論分析計算扭矩最大值是24Nm，考慮參數(shù)不全以及取值大小影響，扭矩值比24應(yīng)該還要小




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