螺纹拧紧技术研究及拧紧机控制系统设计
发布时间：2020-10-02 07:44
本文针对螺纹联接的重要作用，分析了螺纹拧紧方法研究和拧紧工具使用的现状，明确提出了研究螺纹拧紧技术，对于设计先进拧紧机控制系统的重要意义。 首先，本文对螺纹拧紧过程中预紧力与拧紧力矩、转角、螺栓伸长等参数的关系进行了理论方面的研究和探讨。然后，详细地研究了目前主要使用的螺纹拧紧控制方法的原理及其特点，并介绍了螺纹拧紧的监控方法和检测方法。在此基础上，选取了角度控制-扭矩监测法作为本文拧紧机控制系统的设计基础。第三，本文对电动拧紧机的原理和组成进行了简要介绍。其中，着重讲述了电机的应用，并提出了使用交流伺服电机作为拧紧机的动力源。最后，通过比较国内数种控制系统方案，设计出基于多PLC的模块化电动多轴拧紧机的控制系统。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH131.3
【部分图文】：
图3一10为神龙汽车有限公司对扭矩控制一转角监控法的应用〔l.1。图3一10扭矩控制一转角监控界面扭矩控制一转角监控法一般用于要求较高的装配部位，如汽车轮胎螺栓、变速箱与发动机连接、传动轴连接螺栓等〔’3，。3.2.2转角控制一扭矩监控法使用转角法时，为了同时了解扭矩的变化情况，一般配以扭矩监控。TmaxTmin }}}}}……}环}}}以 以老 老任 任 任任三三三姗 姗姗… … …一一 /////// 666minnn图3一n角度控制一扭矩监控法曲线转角控制一扭矩监控法首先必须使用扭矩法确定转角控制的起始点，拧紧设备拧到这个点后，转速变慢，并开始计算角度，一直达到要求的角度为止，这个角度一般是90“，在计算转角的同时记录并监测扭矩。如果扭矩太大显然螺栓材料的抗拉强度太高或热处理后材料太硬;扭矩太小，显然螺栓材料抗拉强度太低或热处理不好
制单元出现故障时，控制面板对应每个轴有指示灯或画面提醒操作者。动力及传动系统由动力源(含控制器)、减速机构、扭矩传感器和拧紧装置组成，本文拧紧机的动力及传动系统结构如图4一3所示〔3]。仁仁摹弊簿巡巡巡巡巡 ‘‘‘‘‘ ‘‘ I--- \\\-------------------------------------------------------如 如 如 如 如如肖翔连的翻泊岭兴褚公必泞岑敬 敬【 【 【 【 【【一司” n1111111、 、履履篡趟戮熏熏 熏沈翻‘山以砖翻石抓 抓‘ ‘ ‘‘ JJJ查目JJ才J‘矛，JJ」，J户」月日月l.曰」」图4一3动力及传动系统结构图动力源(控制器未画出)2.减速机构3.扭矩传感器4.拧紧装置4.2.1拧紧箱拧紧轴单元安装于拧紧箱中。箱体有以下作用:第一，一些附件比如面板操作按钮、指示信号灯和操作手柄都安装在箱体上;第二，它可以承受螺母所给拧紧头的轴向力，使轴向力不能传递到拧紧轴单元中的扭矩传感器，可减少传感器的测量偏差，也可以保护传感器。由于拧紧轴单元被安装在箱体上，最后由箱体来抵消轴向反力;第三，对于多轴系统，可以通过箱体来调整轴控制单元之间的中心距
因此，可以采用普通交流电机或变频电机。拧紧过程中，需要的速度档不多，一般为高速和低速。高速档用于螺母快进，低速档用于产生拧紧的力矩。a.为了产生两种速度，合肥工业大学设计的主锥拧紧机，图4一4所示，主锥螺纹拧紧部分电机采用普通交流电机配上两档变速箱及减速机构来实现调速洲。这种拧紧机的缺点是机械结构比较复杂，功能单一，速度不可调;优点是电气控制系统简单，便于维护。图4一4普通交流电机作为动力源的拧紧机结构图普通交流电机2.减速机构3.扭矩传感器4.拧紧装置b.为了简化结构，电子科技大学设计了如图4一5所示主锥拧紧机。主锥螺纹拧紧部分电机采用变频调速电机配上减速机构实现调速。这种调速方法可以产生多种速度〔，‘〕，但是这种拧紧机比上一种增加了电气控制系统的复杂程度。这两种电机应用方式多见于需要很大扭矩，而且电机安装空间不受限制的单轴拧紧机，如以上两种汽车主减速器主锥螺母拧紧机。
本文编号：2832120
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH131.3
【部分图文】：
图3一10为神龙汽车有限公司对扭矩控制一转角监控法的应用〔l.1。图3一10扭矩控制一转角监控界面扭矩控制一转角监控法一般用于要求较高的装配部位，如汽车轮胎螺栓、变速箱与发动机连接、传动轴连接螺栓等〔’3，。3.2.2转角控制一扭矩监控法使用转角法时，为了同时了解扭矩的变化情况，一般配以扭矩监控。TmaxTmin }}}}}……}环}}}以 以老 老任 任 任任三三三姗 姗姗… … …一一 /////// 666minnn图3一n角度控制一扭矩监控法曲线转角控制一扭矩监控法首先必须使用扭矩法确定转角控制的起始点，拧紧设备拧到这个点后，转速变慢，并开始计算角度，一直达到要求的角度为止，这个角度一般是90“，在计算转角的同时记录并监测扭矩。如果扭矩太大显然螺栓材料的抗拉强度太高或热处理后材料太硬;扭矩太小，显然螺栓材料抗拉强度太低或热处理不好
制单元出现故障时，控制面板对应每个轴有指示灯或画面提醒操作者。动力及传动系统由动力源(含控制器)、减速机构、扭矩传感器和拧紧装置组成，本文拧紧机的动力及传动系统结构如图4一3所示〔3]。仁仁摹弊簿巡巡巡巡巡 ‘‘‘‘‘ ‘‘ I--- \\\-------------------------------------------------------如 如 如 如 如如肖翔连的翻泊岭兴褚公必泞岑敬 敬【 【 【 【 【【一司” n1111111、 、履履篡趟戮熏熏 熏沈翻‘山以砖翻石抓 抓‘ ‘ ‘‘ JJJ查目JJ才J‘矛，JJ」，J户」月日月l.曰」」图4一3动力及传动系统结构图动力源(控制器未画出)2.减速机构3.扭矩传感器4.拧紧装置4.2.1拧紧箱拧紧轴单元安装于拧紧箱中。箱体有以下作用:第一，一些附件比如面板操作按钮、指示信号灯和操作手柄都安装在箱体上;第二，它可以承受螺母所给拧紧头的轴向力，使轴向力不能传递到拧紧轴单元中的扭矩传感器，可减少传感器的测量偏差，也可以保护传感器。由于拧紧轴单元被安装在箱体上，最后由箱体来抵消轴向反力;第三，对于多轴系统，可以通过箱体来调整轴控制单元之间的中心距
因此，可以采用普通交流电机或变频电机。拧紧过程中，需要的速度档不多，一般为高速和低速。高速档用于螺母快进，低速档用于产生拧紧的力矩。a.为了产生两种速度，合肥工业大学设计的主锥拧紧机，图4一4所示，主锥螺纹拧紧部分电机采用普通交流电机配上两档变速箱及减速机构来实现调速洲。这种拧紧机的缺点是机械结构比较复杂，功能单一，速度不可调;优点是电气控制系统简单，便于维护。图4一4普通交流电机作为动力源的拧紧机结构图普通交流电机2.减速机构3.扭矩传感器4.拧紧装置b.为了简化结构，电子科技大学设计了如图4一5所示主锥拧紧机。主锥螺纹拧紧部分电机采用变频调速电机配上减速机构实现调速。这种调速方法可以产生多种速度〔，‘〕，但是这种拧紧机比上一种增加了电气控制系统的复杂程度。这两种电机应用方式多见于需要很大扭矩，而且电机安装空间不受限制的单轴拧紧机，如以上两种汽车主减速器主锥螺母拧紧机。
【引证文献】
相关期刊论文 前2条
1 王惠;;基于PLC控制的轨道螺栓作业机研究与设计[J];机械工程与自动化;2010年06期
2 周坤;刘美红;;法兰螺栓连接中螺栓预紧力的计算和控制方法分析[J];新技术新工艺;2010年08期
相关会议论文 前1条
1 李英婧;王大明;王运峰;;电动拧紧工具在防错中的应用[A];第十三届全国汽车检测技术年会论文集[C];2009年
相关博士学位论文 前1条
1 王才东;深水管道法兰自动连接机具关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨工程大学;2011年
相关硕士学位论文 前5条
1 丁玉俊;定扭矩螺栓自动调定装置的研究[D];西南交通大学;2011年
2 王丽;汽车装配中螺栓联接过程一致性的研究及应用[D];吉林大学;2011年
3 杨林;水下法兰螺栓连接机具关键结构研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 韩江波;轴承预紧力检测与实现方法的研究[D];合肥工业大学;2008年
5 乔欢;发动机缸垫烧损问题分析研究[D];吉林大学;2012年
本文编号：2832120
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2832120.html
