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扭矩控制
一、扭矩控制的概念-扭矩與摩擦力的關系
現今許多專業組裝(裝配)生產線的工程人員仍在尋求合適的解決方案如何有效控制扭矩。從組裝工具的選擇至生產線的設計都成為重要的考量因素。如果扭矩控制的概念能落實在生產線部門,將可以有效減少人工成本支出及提升產品品質,這是產業升級所必需實行的政策。
螺絲裝配作業是組裝生產線重要的過程,而用了多少“軸力”在鎖緊作業上,是主要分析的重點。隨著國際標準化時代的來臨,傳統的氣動工具已經不能符合裝配時常需求,如何選擇“對”的工具,將是提升產業競爭力的重要關鍵。
螺絲擰緊概念
螺絲(螺帽,螺栓等)的使用在專業裝配的制程來說,仍是十分的普遍。
在使用螺絲組裝的過程中,在擰緊及松開螺絲的過程必須考慮到,不能夠傷害到主體零件及螺牙。
主要影響螺絲裝配制程的三要素:螺絲、連接物、工具的類型。
二、何謂扭力?
簡單的來說,就是距離乘以力量。也是使軸心旋轉的力量。
扭矩的單位:kg-cm(公斤-公分)??? lb-in(磅-英寸)??? N-M(牛頓-米)
在測量扭矩之前,必須考慮下列因素:
材質:
材質決定使用何種類別的螺絲或擰緊工具及擰緊力量的大小,*常用的材質為“鐵、鋁、塑膠及木材等不同的種類。
摩擦力:
為確保生產線上組裝工作的品質,能加以控制并達到一致性。就必須考慮接合面所產生摩擦力的影響。如螺絲軸承面、螺牙、墊片等所造成的摩擦力。在螺絲擰緊的過程中,通常會有90%扭矩因摩擦而損失,真正能夠擰緊;螺絲產生軸力的扭矩,只剩10%。
連接物類型:
硬連接是指利用螺絲將堅硬材質的物件擰緊連接,此種連接方式較不影響擰緊扭矩之設定。
軟連接是指利用螺絲將較軟材質的物件擰緊連接,因此需要多轉一圈才能將物件擰緊連接,所以必須適當的調高擰進之扭矩值。
三、表中轉矩是由螺栓允許負荷(僅供參考),直徑(公制標準螺紋)以及轉矩系數0.2計算所得參考值。請根據你的實際需要選擇工具。原則上講,如擰緊的時間超過5秒,請選擇大一檔的工具。
螺栓轉矩推薦值(計算值)
螺栓的強度分類 | 4.8 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | ||||||
螺栓直徑 | 扭矩 | 允許負荷 | 扭矩 | 允許負荷 | 扭矩 | 允許負荷 | 扭矩 | 允許負荷 | 扭矩 | 允許負荷 | 扭矩 | 允許負荷 |
M6 | 6.9 | 5.7 | 8.6 | 7.2 | 10.4 | 8.6 | 13.7 | 11.5 | 18.7 | 15.6 | 22.4 | 18.7 |
M8 | 16.7 | 10.4 | 20.9 | 13.0 | 25.1 | 15.7 | 33.4 | 20.9 | 45.5 | 28.4 | 54.6 | 34.1 |
M10 | 33.1 | 16.6 | 41.4 | 20.7 | 49.6 | 24.8 | 66.2 | 33.1 | 90.0 | 45.0 | 107.8 | 54.0 |
M12 | 57.6 | 24.0 | 72.2 | 30.1 | 86.5 | 36.1 | 115.6 | 48.0 | 156.8 | 65.5 | 188.2 | 78.5 |
M14 | 91.9 | 32.8 | 114.7 | 41.1 | 138.2 | 49.3 | 183.3 | 65.6 | 249.9 | 89.2 | 298.9 | 106.8 |
M16 | 143.1 | 44.8 | 179.3 | 56.0 | 215.6 | 67.2 | 286.2 | 89.6 | 389.1 | 121.5 | 467.5 | 146.0 |
M18 | 197.0 | 54.8 | 247.0 | 68.5 | 296.0 | 82.2 | 394.9 | 109.8 | 536.1 | 149.0 | 641.9 | 178.4 |
M20 | 279.3 | 69.9 | 349.9 | 87.4 | 419.4 | 104.9 | 560.6 | 140.1 | 760.5 | 190.1 | 913.4 | 288.3 |
M22 | 380.2 | 86.4 | 474.3 | 107.8 | 569.4 | 129.4 | 758.5 | 172.5 | 1038.8 | 235.2 | 1244.6 | 282.2 |
M24 | 484.1 | 100.9 | 601.7 | 125.4 | 724.2 | 150.9 | 964.3 | 200.9 | 1313.2 | 274.4 | 1577.8 | 328.3 |
M27 | 709.5 | 131.3 | 884.0 | 163.7 | 1068.2 | 197.0 | 1411.2 | 261.7 | 1930.6 | 356.7 | 2303.0 | 427.3 |
M30 | 958.4 | 159.7 | 1195.6 | 199.9 | 1440.6 | 240.1 | 1920.8 | 319.5 | 2606.8 | 435.1 | 3136.0 | 522.3 |
M33 | 1303.4 | 198.0 | 1636.6 | 247.9 | 1960.0 | 296.9 | 2616.6 | 395.9 | 3557.4 | 539.0 | 4263.0 | 645.8 |
- 擰緊扭矩值與螺絲材料等級有關,等級愈高(硬度愈高),可負荷之扭力值愈大
- 摩擦系數=0.125,表中扭矩值的應用可使螺栓承受張力達62%(tensile stress)
- 上述扭矩值為螺絲/螺帽未上油使用之*大扭矩值,扭矩單位:N-m牛頓-米