[发明专利]一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定及螺栓拧紧方法

权利要求书

1.一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定方法，其特征在于，包括：

获取拧紧过程曲线及试验数据；

根据获取的试验数据和拧紧过程曲线，截取近线性段试验数据，绘制散点图；

比较转动角度-扭矩和转动角度-预紧力散点图可决系数r²，选取r²大的一组线性段试验数据，计算线性段直线方程；

根据获取的拧紧过程曲线、试验数据和线性段直线方程，分析扭矩/预紧力拧紧过程曲线中线性段、非线性段的临界点坐标，该临界点对应的扭矩值即为贴合扭矩；

根据试验数据，获取扭矩/预紧力最大值对应的坐标，最大值对应的转动角度与临界点对应的转动角度做差，差值即为转角；

所述线性段直线方程的公式如下：

或

其中，F为预紧力计算值；T为扭矩计算值；为直线方程斜率均值；θ为转动转角；C为线性段直线方程截距；

分析扭矩/预紧力拧紧过程曲线中线性段、非线性段的临界点坐标，该临界点对应的扭矩值即为贴合扭矩的方法包括：

根据获取的拧紧过程曲线、试验数据和线性段直线方程，计算临界点附近试验数据的计算值与测量值误差，公式如下：

 或

取临界点附近若干个试验数据进行误差计算，取误差最小的一点确定为临界点，获取该点坐标：

A₁（F_L，θ_L）或A₂（T_L，θ_L）

其中，δ为误差，F为预紧力计算值，F₀为预紧力测量值，T为扭矩计算值，T₀为扭矩测量值，F_L为临界点对应的预紧力值，θ_L为临界点对应的转动角度，T_L为临界点对应的扭矩值；

若拧紧工具的拧紧能力没有达到使用范围上限，拧紧能力尚有提升空间，则贴合扭矩取所有试验螺栓临界点对应的扭矩的算术平均值；

若拧紧工具的拧紧能力几乎达到使用范围上限，拧紧能力无提升空间，则贴合扭矩取拧紧试验中预紧力最小的一组试验数据中螺栓临界点对应的扭矩值。

2.根据权利要求1所述的一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定方法，其特征在于，获取拧紧过程曲线及试验数据的方法包括：

模拟生产现场实际装配条件，所述装配条件包括试件和试验条件，所述试件包括螺栓、螺母及被连接件，所述试验条件包括螺纹胶、拧紧速度及拧紧扭矩；

模拟实际拧紧过程，定扭矩下拧紧螺栓，获取螺栓的拧紧过程曲线及试验数据。

3.根据权利要求2所述的一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定方法，其特征在于，获取螺栓的拧紧过程曲线的方法包括：

以扭矩法进行拧紧试验，采用扭矩-力-角度复合传感器及数据处理系统，直接采集试验数据并生成以转动角度为横坐标，拧紧扭矩和预紧力为纵坐标的拧紧过程曲线。

4.根据权利要求1所述的一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定方法，其特征在于，根据试验数据，获取扭矩/预紧力最大值对应的坐标，最大值对应的转动角度与临界点对应的转动角度做差，差值即为转角的方法包括：

若拧紧工具的拧紧能力没有达到使用范围上限，拧紧能力尚有提升空间，则转角取所有试验螺栓扭矩/预紧力最大值对应的转动角度与临界点对应的转动角度差值的算术平均值；

若拧紧工具的拧紧能力几乎达到使用范围上限，拧紧能力无提升空间，则转角取拧紧试验中预紧力最小的一组试验数据中螺栓扭矩/预紧力最大值对应的转动角度与该组试验数据中临界点对应的转动角度的差值。

5.根据权利要求1所述的一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定方法，其特征在于，根据获取的试验数据和拧紧过程曲线，截取曲线斜率恒定的线性段试验数据，采用EXCEL绘制散点图。

6.根据权利要求1所述的一种扭矩转角法拧紧工艺参数确定方法，其特征在于，根据散点图，通过EXCEL的趋势线预测功能，获取散点图可决系数r²。