[发明专利]一种螺栓拧紧方法

说明书

本发明公开一种螺栓拧紧方法，与原有螺栓弹性区扭矩拧紧法相比，使得螺栓拧紧后能够达到更加稳定的夹紧力，保证机体、连杆等需要合装加工零件的合装精度，提高零部件装配的稳定性和可靠性，同时在保证夹紧力的前提下可以尽量减小螺栓规格，减小发动机质量、体积，追求更高的发动机比重量。

技术领域

本发明涉及发动机螺栓涉及和装配领域，具体是一种螺栓拧紧方法。

背景技术

现在在小缸径发动机设计时，都在追求更高的比重量，即更小的质量体积，发出更大的功率。所以，零件设计的刚度比大发动机要小很多，对螺栓预紧力的大小也更加敏感。

目前常规螺栓是在弹性区使用的扭矩法拧紧的螺栓。这种螺栓产生的轴向预紧力因受磨擦副加工精度、粗糙度、润滑条件、扭紧速度等因素影响极为明显，导致轴向预紧力控制精度相对较低，预紧力离散度有时高达±40%。当摩擦系数大时，按规定扭矩拧紧却保证不了最小预紧力；当摩擦系数过小时，达到规定拧紧力矩，可能超过螺栓的屈服点，发生螺栓塑性变形。

如图1所示，为现有扭矩拧紧法的50-40-10规则图，在拧紧螺栓时，有50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上，有40%消耗在螺纹的摩擦上，仅有10%的扭矩用来产生预紧力。由于外界不稳定条件对扭矩拧紧法的影响很多，所以通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的扭矩法将导致对轴向预紧力控制精度低。

由上述分析可知，90% 的扭矩被摩擦力消耗，只有10%的扭矩转化为夹紧力。外界不稳定条件对扭矩拧紧法的影响很多，可能造成假扭矩。

如图2所示，为现有扭矩拧紧法中预紧力与摩擦力的关系，由图2可知，常规的扭矩拧紧法使用的螺栓，绝大部分的扭矩是用来克服摩擦力的，只有很少一部分可以转化为夹紧力，只能选择大规格的螺栓；而且受外界因素干扰，同样的扭矩，最终得到的夹紧力范围很大，而且小缸径发动机的空间局限性又不可能采用液压拉伸螺栓。因此，需多次合装的重要位置，如主轴承孔、连杆大头孔等，若使用常规的扭矩拧紧法，每次合装的夹紧力波动会较大，为了减小夹紧力波动对零件尺寸和加工质量的影响，需要增强被夹紧件（如机体、连杆等）的刚度，无形中增加了发动机的比重量。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种螺栓拧紧方法，采用扭矩转角法拧紧螺栓，转动螺纹件达到规定的贴合扭矩后，转动螺纹件达到规定角度，来实现工件间的预紧力，使得螺栓拧紧后能够达到更加稳定的夹紧力，降低外部环境对螺栓夹紧力的影响，同时在保证夹紧力的前提下尽量减小螺栓规格，使得设计的发动机减小质量、体积，达到更高的比重量。