伺服電動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)置了轉(zhuǎn)矩、位置、速度三環(huán)控制,因其高轉(zhuǎn)速、高扭矩、高精度而廣泛應(yīng)用于工控設(shè)備的傳動(dòng)、控制領(lǐng)域。

一、擰緊的基本概念1. 擰緊的基本要求有三點(diǎn):

1)連接件緊密貼合;2)能承受一定的動(dòng)載荷;3)有足夠的夾(壓)緊力。

2. 擰緊過(guò)程的主要變量

2.1扭矩(T):

所施加的擰緊動(dòng)力矩,單位牛米(Nm);

2.2夾緊力(F):

連接體間的實(shí)際軸向夾(壓)緊大小,單位牛(N);

2.3摩擦系數(shù)(U):

螺栓頭、螺紋副中等所消耗的扭矩系數(shù);

2.4轉(zhuǎn)角(A):

基于一定的扭矩作用下,使螺栓再產(chǎn)生一定的軸向伸長(zhǎng)量或連接件被壓縮而需要轉(zhuǎn)過(guò)的螺紋角度。

3. 螺栓的主要參數(shù)

3.1標(biāo)準(zhǔn)扭矩:

對(duì)應(yīng)于不同型號(hào)、不同規(guī)格、不同材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)螺栓,其標(biāo)定條件下擰緊需要的扭矩大小,單位牛米(Nm);

3.2預(yù)緊力:

螺栓擰緊時(shí)所需要的軸向拉應(yīng)力,單位牛(N);

3.3屈服強(qiáng)度:

或屈服應(yīng)力,使螺栓開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形的拉應(yīng)力大小,單位N/mm2;

3.4抗拉強(qiáng)度:

或抗拉應(yīng)力,使螺栓擰緊失效甚至斷裂的最小拉應(yīng)力,單位N/mm2。

二、擰緊過(guò)程分析1、541規(guī)則

參見(jiàn)圖A:通常情況下,在螺栓的擰緊過(guò)程中,實(shí)際轉(zhuǎn)化為螺栓夾緊力的扭矩僅占10%,其余50%用于克服螺栓頭下的摩擦力,40%用于克服螺紋副中的摩擦力,這就是“541”規(guī)則,主要反映夾緊力與摩擦力之間的關(guān)系。但若施加一定的改善措施(如涂抹潤(rùn)滑油)或螺紋副中存有缺陷(如雜質(zhì)、磕碰等),該比例關(guān)系會(huì)受到不同影響而改變。

圖A、541規(guī)則

2、螺栓連接件的特性

圖B:螺栓連接件特性

3、螺栓擰緊的影響因素

根據(jù)541規(guī)則,螺栓是否真的被擰緊(或是否達(dá)到螺栓的預(yù)緊力),主要取決于螺栓與連接件之間的摩擦系數(shù)的變化,那么,能引起摩擦系數(shù)變化的可能性因素有哪些呢?

1)螺栓頭表面:

含鍍層、涂層等,是否光潔、平整?有無(wú)凸凹缺陷?有無(wú)銹蝕破損?等;

2)螺紋副中:

有無(wú)雜質(zhì)、磕碰?螺紋工藝等級(jí)?等;

3)連接方式:

分為硬連接和軟連接兩種方式,比如墊圈、墊片的應(yīng)用等;

4)材料特性:

主要與材料的硬度或剛性相關(guān),也可廣義地區(qū)分為硬連接和軟連接方式;

5)改善措施:

比如涂抹潤(rùn)滑油、或?qū)β菟ū砻孢M(jìn)行特殊處理等。

三、擰緊控制方法1. 扭矩控制法

1.1定義:

當(dāng)擰緊扭矩達(dá)到某一設(shè)定的控制扭矩時(shí),立即停止擰緊的控制方法。

1.2優(yōu)點(diǎn):

控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、直接,易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來(lái)檢查擰緊的質(zhì)量。

1.3缺點(diǎn):

控制精度不高(預(yù)緊力誤差±25%左右),也不能充分利用材料的潛力。

2. 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法

2.1定義:

先把螺栓擰到一個(gè)不大的扭矩后,再?gòu)拇它c(diǎn)開(kāi)始,擰一個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)角的控制方法。

2.2優(yōu)點(diǎn):

螺栓軸向預(yù)緊力精度較高(±15%),可以獲得較大的軸向預(yù)緊力,且數(shù)值可集中分布在平均值附近。

2.3缺點(diǎn):

控制系統(tǒng)較復(fù)雜,要測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)角兩個(gè)參數(shù);且質(zhì)檢部門(mén)也不易找出適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)擰緊結(jié)果進(jìn)行檢查。

3. 屈服點(diǎn)控制法

3.1定義:

把螺栓擰緊到屈服點(diǎn)后,停止擰緊的一種方法。

3.2優(yōu)點(diǎn):

擰緊精度非常高,預(yù)緊力誤差可以控制在±8%以?xún)?nèi);但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強(qiáng)度。

3.3缺點(diǎn):

擰緊過(guò)程需要對(duì)扭矩和轉(zhuǎn)角曲線的斜率進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的計(jì)算和判斷,控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、運(yùn)算速度等都有較高的要求。

伺服電動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)置了轉(zhuǎn)矩、位置、速度三環(huán)控制,因其高轉(zhuǎn)速、高扭矩、高精度而廣泛應(yīng)用于工控設(shè)備的傳動(dòng)、控制領(lǐng)域。日本多摩川精機(jī)株式會(huì)社推出的MINI型小體積、低功率伺服電機(jī)系列,在醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體、多關(guān)節(jié)機(jī)器人等方面有其獨(dú)特的應(yīng)用,艾而特公司作為多摩川品牌的總代理,對(duì)其新產(chǎn)品、新技術(shù)的應(yīng)用得天獨(dú)厚,已成功開(kāi)發(fā)出以伺服電機(jī)為精密控制和驅(qū)動(dòng)的螺絲擰緊系統(tǒng),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)空白。