拧紧技术指南
关于现代拧紧技术您应该知道什么
现代拧紧技术不但效率更高, 质量更加可靠, 同时成本更低. 拧紧技术用于哪些领域？有哪些现代拧紧工艺？所有的答案都在这里.
现代拧紧技术的应用领域
现代拧紧技术用于电气, 木材和航空工业, 以及电动汽车, 机械工程, 电信, 家居和医疗设备领域. 汽车和车身制造领域是 WEBER 设备主要的应用领域.
对于汽车工程中的车身制造而言, 重点在于尽可能提高安全性, 确保各个零件的持久连接及可松脱性. 由于材料要求很高, 所以需要专业的拧紧技术. 所需连接元件应该轻巧, 紧固并且同时具备经济性.
过去这里采用的是焊接工艺. 而到了现在, 专业的自动化拧紧技术大行其道——高度灵活, 非常安全并且错误率趋近于零. 此外, 产品在生命周期结束时更容易拆卸和回收. 整体是如何运作的？我们的指南给出了说明.
Michael Steidl
产品管理指导
现代拧紧技术的基础
安全可靠的装配：现代拧紧技术的核心竞争力. 工业客户希望为自己的高价商品提供高品质的连接元件加工. 借助超高的质量标准和优化的节拍时间, 拧紧技术可确保彻底, 安全且快速的零件螺纹连接. 预先确定的测试参数则可避免召回措施.
螺纹连接的首要目标是以正确的方式连接两个或多个组件：它们必须密不可分, 就像是一个组件一样. 为此必须精确且可重复地产生所需的夹紧力或预紧力. 不同的螺纹连接需要不同的预紧力. 这些都需要预先确定, 以确保拧紧技术所有参数的正确性. 这样做的目的是尽可能精确地达到计算出的预紧力, 因为精确的作业意味着用料和成本的降低.
Rudolf, 1992
4 种现代拧紧工艺
这里我们将为您简单介绍 4 种常见的拧紧工艺：
- 按深度拧紧
- 扭矩控制型拧紧
- 旋转角控制型拧紧
- 屈服点控制型拧紧（梯度工艺)
按深度拧紧
按深度拧紧时, 以木螺栓连接为例, 螺栓头必须齐平地埋入组件.
按深度拧紧作业的拧紧曲线图示
Rudolf, 1992
扭矩控制型拧紧
扭矩控制型拧紧的目的是将螺栓以低于屈服点的预紧力紧固. 此时会拧紧螺栓直到达到预设的扭矩. 然后关闭拧紧主轴. 对于我们的大多数客户应用而言, 我们会选择扭矩控制型拧紧工艺.
扭矩控制型拧紧的拧紧曲线图
Rudolf, 1992
旋转角控制型拧紧
采用旋转角控制型拧紧工艺时, 螺栓会有针对性地进入可塑区域. 首先拧紧螺栓直至达到预先规定的临界扭矩 (M). 然后开始测量角度. 达到预先规定的旋转角度时, 拧紧主轴关闭.
在所有关于旋转角控制型拧紧的计算中, 必须提前考虑所有影响因素, 包括极端的天气条件, 温度波动和磨损迹象等.
旋转角控制型拧紧的拧紧曲线图
Rudolf, 1992
屈服点控制型拧紧（梯度工艺）
屈服点控制型拧紧的目的是将螺栓拧紧直至即将达到屈服点. 此时会在梯度下降时关闭，而不是根据扭矩或角度关闭. 控制系统根据每个旋转角度的扭矩增加来计算梯度. 如果梯度从其最大值下降了规定的百分比，则拧紧作业结束.
这种拧紧工艺还很“年轻”. 只有通过能在毫秒范围内做出反应的强大拧紧工艺控制系统, 才能设计出这种工艺.
这种工艺的优点是在即将达到屈服点之前精准关闭, 从而尽可能抑制螺纹中的摩擦.
缺点是关断扭矩根据拧紧工况的不同而有很大差异. 这通常会给传统的质量保证带来问题.
屈服点控制型拧紧的拧紧曲线图
Rudolf, 1992
结论
选择合适的拧紧工艺对于拧紧结果至关重要. 我们一直致力于提高我们的工艺质量, 并随时为您提供有关“拧紧技术”主题的各种问题的建议.
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关于拧紧技术的问答
何时使用手持式拧紧机？何时使用固定式拧紧机？
手持式拧紧机只需一个人手动操作. 如果需要灵活设计螺纹连接并且每年拧紧的元件数量在 20000 至 50000 件之间, 可选择手持式拧紧机.
有关各种手持式拧紧机的更多信息参见此处：https://www.weber-online.cn/%e6%89%8b%e6%8c%81%e5%bc%8f%e6%8b%a7%e7%b4%a7%e6%9c%ba/
对于非手动的固定式拧紧机, 可以选择将拧紧单元（拧紧主轴）与机器人结合. 固定式拧紧机用于大批量生产（每年超过 50000 个连接元件）和较短的周期时间. 与手持式拧紧机相比, 它们更加可靠：拧紧深度监控功能可以准确计算拧紧机已经拧入的深度, 同时避免螺栓安装倾斜.
在此处查看固定式拧紧机的概述：https://www.weber-online.cn/%e5%9b%ba%e5%ae%9a%e5%bc%8f%e6%8b%a7%e7%b4%a7%e7%b3%bb%e7%bb%9f/
如何理解真空拧紧技术？
在自动拧紧技术的众多应用领域中, 存在着非常难以接近的拧紧位置. 这就是真空拧紧技术的用武之地. 真空拧紧机通过一个吸入管拾取螺栓. 在吸入管中会产生负压. 带有吸入管的与拧紧工况相匹配的旋入组件确保连接元件被放置在准确可靠的位置, 甚至是难以接近的位置.
拧紧技术中的摇摆斜臂如何工作？
摇摆斜臂是拧紧技术工艺中的重要功能元件. 在摇摆斜臂中向拧紧机头的方向吹出一个螺栓. 拧紧机将摇摆斜臂推至侧旁的正确位置. 在拧紧机拧紧时, 下一个螺栓就会被吹入摇摆斜臂. 螺栓被放置并拧入后, 摇摆斜臂就会被再次启用. 这使其能够返回到初始位置, 并开始下一个流程.
因此, 摇摆斜臂能够为现代拧紧技术节省大量时间.
现代拧紧技术中实际使用了哪些驱动技术？
基于目前工业领域的主流需求, EC 伺服电机已在现代拧紧技术中确立了自己的地位. 就耐用性和准确性而言, 它是当前驱动技术中的优秀解决方案.
Rudolf, 1992: Rudolf, H.: Schraubtechnik. Grundlagen, Schraubsysteme, Anziehverfahren. Die Bibliothek der Technik. Landberg: Verlag moderne Industrie 1992.
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