背景
螺紋扭矩角度法是將螺栓或螺母擰緊至初始扭矩，然後以特定角度旋轉。 根據目標軸向力的大小，螺栓可以擰到彈性區域或超屈服。 優點是初始扭矩擰緊階段受摩擦係數的影響，但該階段產生的軸向力可以忽略不計。
在彈性區，軸向力與螺栓的伸長率成正比，將螺栓旋轉到特定角度得到的軸向力不受摩擦係數的影響，螺栓軸向力的分散性小，因此扭矩角法在汽車和工程機械的裝配中越來越廣泛。
為了規範扭矩角工藝擰緊技術的設計，提高連線的可靠性，今天，絲駿向所有合作夥伴介紹常用的強度等級。 9.公制螺栓，在彈性區和屈服區扭矩角擰緊方法的連線，推薦屈服區和彈性區擰緊的工藝引數，供大家參考，但更準確的擰緊工藝引數應根據試驗結果確定。
1.超聲波測量軸向力的原理
根據軸向力的計算公式，螺栓的軸向力f與螺栓的伸長率成正比。 感測器接收到螺栓自由狀態與擰緊狀態的超聲波傳輸時間差，從時差可以計算出螺栓在自由狀態和擰緊狀態下伸長率的變化，可以計算出螺栓的軸向力f。
F——螺栓軸向力。
e - 螺栓材料的彈性模量。
s - 螺栓橫截面積。
l - 螺栓的變形量。
l - 螺栓夾緊長度。
2、扭矩角工藝分為彈性區擰緊和屈服區擰緊
在彈性截面的扭矩角緊緊過程中，該裝配方式下該過程的最終值範圍控制在彈性區，螺栓利用率為65%。
屈服區扭矩角擰緊工藝，在這種裝配方式下，工藝的最終值範圍控制在屈服區，螺栓利用率為100%。
3、扭力轉彎角工藝的適用範圍
a.組裝後，需要經常拆卸、修理和更換的零件不適合屈服區擰緊工藝。
b.當加固部分為薄板（夾緊厚度<1d）時，不建議採用扭矩角擰緊工藝。
四、扭矩角技術的兩個關鍵術語
1.閾值扭矩 ms - 用於安裝接頭零件的扭矩。 在此扭矩之前，採用扭矩控制方式，在此扭矩之後，開關切換到角控制。
2.工藝旋轉角度 wa – 由扭矩旋轉角度第二階段控制的旋轉角度值，該旋轉完成安裝後完成，完成乙個完整的組裝過程。
5.扭矩和角度工藝引數的設定
扭矩角擰緊過程需要根據扭矩角拉力試驗的結果確定兩個工藝引數——閾值扭矩ms和過程角度wa。 在試驗中，使用了超聲波軸向力測試儀、電動擰緊機和摩擦係數測試儀等裝置。
試驗開始時，初始扭矩一般為屈服扭矩的30%左右，角度可根據螺栓的屈服設計。 當獲得曲線時，可以調整閾值扭矩，並根據目標軸向力值獲得加工角度的角度。
圖1 扭矩-轉彎拉力試驗得到的曲線。
6.屈服區扭矩和角度工藝引數的推薦值
通常推薦的屈服值、扭矩、拐角、工藝扭矩和預緊力引數值如表 1 和圖 2 所示
表1 軸向力矩引數
不同夾緊長度的加工角 wa
WA<90，推薦 45 個; WA 90、180 推薦
圖2 不同夾緊長度下的工藝旋轉角度
l<1*d; wa<90° 1*d≤1≤4*d; wa=90°
l>4*d; wa>90°
除了螺栓強度外，還有其他變數會影響最終扭矩值，包括初始摩擦係數和頭部的摩擦半徑。 因此，表中給出的最終扭矩是參考值，僅適用於GB T166741中提到的一小串六角法蘭螺栓。
使用GB T5789 5790中提到的大頭法蘭面螺栓時，最終扭矩值提高20%左右。
7、彈性區扭矩和角度工藝引數推薦值
彈性區的扭矩角工藝引數是根據接頭的試驗結果和目標預緊力（軸向力）的設計要求確定的，可以參考以下經驗：
門檻扭矩 ms：使用表 1 中推薦的閾值扭矩。
工藝角 wa：45用作工藝角。
8.計算原理
1、上表所稱初始扭矩根據經驗和試驗結果確定，並按以下計算公式計算確定元件在屈服區的軸向預緊力和最終扭矩。
屈服區元件中軸向預緊力的計算公式：
A0 — 螺栓的最小應力橫截面積。
螺栓屈服強度利用係數，屈服區元件=1
rp0.2 — 螺栓屈服強度。
d2 — 螺紋中間直徑。
d3 — 螺釘的最小橫截面直徑
g — 螺紋副的摩擦係數
計算屈服區內元件最終扭矩的公式：
fy — 螺栓屈服的軸向力。
GES — 螺紋的復合摩擦係數。
p — 螺距。
d2 — 螺紋中間直徑。
dw — 緊韌體頭部下方支撐面的外徑
DH — 緊韌體頭部下方支撐面的內徑。
2、擰緊過屈服螺紋連線，根據螺栓的強度和摩擦係數確定預緊力和扭矩，螺栓強度最大、螺紋摩擦係數最小時出現最大預緊力，螺栓強度最大、摩擦係數最大時出現最大扭矩。
圖3 超彈性螺栓元件下的軸向預緊力和扭矩。
fv — 軸向預緊力
rp0.2 — 螺栓屈服強度。
fm — 裝配軸向預緊力
fh — 輔助變數
m — 扭矩。
摩擦係數。 今天的話題在這裡分享，不恰當歡迎批評和糾正; 如果您有任何問題或建議，或者需要與合作夥伴溝通，可以關注微信***gaf-luosijun