如何選擇螺栓擰緊設備
實際工作中，如何選擇螺栓擰緊設備？
01 選擇擰緊設備的類型
擰緊設備的種類非常多，這里選取三種常見的工具進行介紹：
1類，扭矩扳子
扭矩板子是*常見的擰緊裝配工具了，按照結構一般分為示值式和預置式兩種。示值式又可以分為指針式和數字式，這兩種主要用于力矩檢測操作。預置式又可以分為帶刻度可調式和定值式，這里重點介紹定值式扭矩扳手。
定值扭矩扳手又稱為“咔噠扳手”，沒有動力部分，需要人力進行驅動，使用的是*簡單的杠桿原理，在到達設定扭矩的時候會發出一個“咔噠”的聲響。這是一種非常常見的用于將螺紋付擰緊至規定工藝扭矩的工具。這種擰緊工具的優點是價格便宜成本易控，缺點是力矩精度偏低。
在擰緊過程達到預定的扭矩時，雖然能夠發出一個所謂的能夠被 操作者明確感知到的機械信號，但是卻無法中斷扭矩輸出。而操作者從感受到信號到停止動作是需要一定反應時間的，這意味著操作者可能會繼續擰緊，施加一個超過觸發扳手聲響的擰緊力矩。
這種情況下對于操作者的手法要求 是非常高的，速度不能過快。根據裝配生產中的實際經驗，快速擰緊得到的扭矩會明顯的高于慢速擰緊得到的扭矩。如果擰緊點是硬連接的話影響更大，因為硬連接只需要施加一個很小的角度就會使扭矩快速增加。
一般定值扭矩扳手用于終緊操作，之前會有一個使用動力工具快速預緊螺栓的操作。這時動力工具的力矩一定不能大于定值扳手的觸發力矩，一般推薦使用工藝力矩的50%。因為定值扳手只能保證擰緊力矩*小值，如果帶釘力矩遠超工藝力矩是無法識別出來的。
比如，工藝力矩是5Nm，帶釘動力工具錯誤的使用了10Nm，這時使用定值扳手終緊發現不了*終扭矩超出了工藝上限。對于一些重要的擰緊點，應該使用能夠顯示實際值的擰緊工具如數顯扳手進行力矩抽檢。
2類，機械離合式連續旋轉工具
這類工具比較常見的就是蓄電池扭矩扳手，它具有一個機械式離合器，在達到設定扭矩的時候會打滑，切斷動力的輸出。離合器式工具的扭矩輸出重復性對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。
對于軟連接來說，如果工具的轉速過高會導致提前觸發離合，這時零件可能還沒有達到要求的形變狀態，即沒有產生足夠的預緊力，所以對于軟連接來說要控制工具的*大轉速。
具體的轉速要求，需要通過實際模擬測試來判斷。
對于硬連接而言，離合器會發生切斷延遲，導致觸發扭矩偏高，所以也需要模擬實際裝配情況對工具進行評估。
第三類，帶有控制系統的連續旋轉工具
這類工具重點說電動擰緊系統。電動擰緊系統一般由電動機和控制單元組成，至少會有一個扭矩或扭矩/轉角傳感器，這些傳感器會在擰緊過程中實時傳遞測量結果，一旦達到設定的工藝值，工具會立刻停止運轉。
相比前兩類工具而言，這類工具具有非常大的優勢：
擰緊精度非常高，扭矩輸出重復性高；
它可以通過擰緊程序設置兩步或兩步以上的擰緊步驟，可以在一把工具上實現快速旋入帶釘操作和終緊操作；
可以實時測量擰緊過程數據，通過監控窗口的設置能夠立刻識別出不合格擰緊；
操作者可以通過聲光電信號明確的知道當前擰緊結果是否合格；
擰緊結果產生的數據可以用于存檔。
缺點也是有的，*主要的就是這類電動擰緊系統的價格會非常高，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，可以根據實際情況進行混搭配置。
通常電動擰緊系統，用于**等級A\B類與生命**和功能相關的擰緊點。例如車輪螺栓、副車架螺栓等會使用擰緊軸，**帶、座椅螺栓等會使用EC扳手。
機械離合式扭矩扳手，用于**等級C類的小扭矩終緊操作或大扭矩帶釘操作。例如擋泥板、底護板等螺釘會使用蓄電池扭矩扳手。
定值扭矩扳手，用于**等級C類大扭矩終緊操作，當然它也可以用于**等級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量。
對于A\B\C類**等級劃分，不了解的老鐵們可以看一下以前發布的文章。
02
選擇擰緊設備的精度
精度是什么？精度就是測量實際值與目標值之間的接近程度。
實際值與目標值非常接近，稱之為精度高或者重復性高；反之實際值與目標值非常遠，稱之為精度低或重復性低。
圖片
精度的衡量上有很多標準，比如：
ISO 5393（用于螺紋堅固件的回轉式啟動裝配工具 性能試驗方法）；
ISO 6789（螺釘和螺母用裝配工具.手動轉矩工具.設計一致性試驗、質量一致性試驗和重新校準程序的要求和試驗方法）；
VDI 2647（擰緊工具動態測試的說明）；
JJG 707（扭矩板子檢定規程）；
JJF 1610（電動、氣動扭矩板子校準規范）。
那么，什么樣的工具精度才能滿足我們的要求呢？
首先，要看設計師所確定的扭矩公差范圍。一般來說設計師確定的扭矩公差是優良不會直接應用在裝配設備選型中的。
比如，某個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這個概念。
別誤會??！不是自古紅藍出CP那個啦！
我說的CP是Process Capability，也就是過程能力。
一般認為，如果過程能力能夠達到滿意的程度，那么CP值要大于1.33
結合設計公差±15%，得出工具的精度不能小于11%，
在實際選型中，會按照以下精度要求：
C類低精度擰緊設備的精度要求為±10%
A\B類高精度擰緊設備的精度要求為±5%
精度選型時，可以參考設備廠家給出的出廠精度，以某品牌擰緊設備為例：
EC扳手精度±5%；
彎頭擰緊軸精度±5%；
直柄擰緊軸精度±2.5%；
看來這家的設備可以滿足我們的精度要求嘛。
03
選擇擰緊設備的扭矩工作范圍
類型和精度選完了，接下來需要我們來考慮一下擰緊設備的扭矩工作范圍，這里以電動擰緊設備，EC扳手和擰緊軸為例。
電動擰緊設備只有在規定的扭矩范圍內才能達到*佳的扭矩輸出精度，這個范圍需要設備廠家來提供。
根據以往的經驗，一般工作在*大扭矩50%~80%左右*佳，即能保證精度又能保證經濟性。
如果選取的設備扭矩范圍太大，可能會導致擰緊精度不足，同時成本也會增加。如果選取的設備扭矩范圍太小，可能會無法滿足工藝要求，長時間工作在滿負荷狀態下也會嚴重影響設備的使用壽命。
那么該如何選擇呢？光說不練假把式，讓我們來實際操作一下。
**題，設計工藝扭矩40Nm±15%
先按照工具50%~80%的區間，得出待選工具*大扭矩值范圍在50Nm~80Nm之間，查詢下面的參數表，找到型號為EME51-10J的設備，有效扭矩范圍20Nm-70Nm，滿足我們的工藝需求。
2題，設計工藝扭矩20Nm+90°
六角法蘭螺栓，直徑M8，強度等級10.9，對于這種過屈服點的擰緊工藝來說，需要考慮的因素就非常多了，根據給出的信息我們來查詢一下預緊力扭矩關系表。
查詢該表可以得出：這個工藝*大擰緊實際力矩為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波動各需要給出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。
再次查詢上面的設備參數表，找到型號為EME60-10J的設備，該設備扭矩范圍20Nm~90Nm，滿足我們的需求。
以上就是我所要介紹的擰緊設備選型三個要素了，在實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性和是否符合人機工程等等。