残余力矩测量的应用

    在装配工艺中，螺栓的拧紧质量问题占装配工艺质量问题的60%。如何控制拧紧质量，采用什么方法监控拧紧质量成为研究的重点。在拧紧技术日新月异的今天，电动板手得到了大量的应用。有一种观点认为，只要采用电动伺服扳手拧紧，对电动伺服扳手进行有效监控，就能完全控制好拧紧质量。但事实并非如此，残余力矩的监控是不可缺少的检查项目。

    1 残余力矩测量的必要性

    拧紧是通过螺钉的旋合对需连接的零件产生压紧力。压紧力的大小就是产品要控制的真正起作用的目标值，但它的控制和检测目前还没有直接的方法。在拧紧时，通过控制拧紧力矩或角度，使其稳定合格来间接地控制压紧力合格；拧紧结果（压紧力）的检测，也只能采用间接测量，如残余力矩测量、螺栓伸长量测量（试验室测量）等。

    拧紧刚结束时，通过合适的拧紧手段，力矩或角度都能严格控制在合格范围内。但因为缓慢的塑性变形和其他外力作用的影响，螺栓对零件的压紧力存在减小的现象，特别是在拧紧方法不当、零件材料特殊、结合面质量不高、螺纹连接设计不合理、产生受力变形等情况下，压紧力的变化有时是十分显著的，故必须对实际产生的压紧力进行检测，判断拧紧质量是否合格。压紧力最简易、直接、经济的检测方法就是残余力矩法。所谓残余力矩，就是拧紧后保存的实际压紧力所对应的力矩。通常力矩和压紧力成正比关系，通过检测残余力矩就可以知道压紧力衰减的程度，可以判断拧紧是否可靠，是否存在质量问题。

    由上述可知，拧紧力矩（或角度）是通过拧紧设备（或工具）精确控制的。设备的工序能力值C_pk≥1.1 时，设备就能保证拧紧时施加的拧紧力矩（或角度）在要求的公差内。如果施加的力矩不稳定合格，产生的压紧力就不会稳定合格；施加的力矩即使稳定合格，也并不能说产生的压紧力就绝对合格，因为还存在着其他影响因素，实际情况怎样必须通过检测才能反映，也就是必须通过残余力矩来进行测量监控。故二者的关系，一个是对拧紧过程的控制，另一个是对实际效果的检测，相辅相成。由此可见，在很多情况下残余力矩的检测是必须的。

    2 残余力矩测量方法

    2.1 拧紧法

    对已经拧紧的螺栓朝拧紧方向继续拧紧，螺栓刚转动时的力矩就是残余力矩。通常采用适当量程的表盘扳手测量残余力矩，因为静摩擦力大于动摩擦力，对已经拧紧的螺栓朝拧紧方向拧紧，克服螺栓静摩擦力刚转动时会有一个短暂的打滑过程，这个打滑过程人是能够清晰感觉到的，当出现打滑时就停止拧紧，这时测得的最大力矩就是残余力矩。这种测量方法简单、实用，但因为与人的影响因素关系大，所以测量精度较低，需要检测者具有一定的操作经验。