顶丝扭矩传感器安装步骤（装配曲线扭矩低于监控窗口下限的原因分析）
顶丝扭矩传感器安装步骤（装配曲线扭矩低于监控窗口下限的原因分析）产生该报警的原因，可以从紧固件、被连接件和拧紧装配三个方面去分析。这类曲线设定的拧紧目标值一般为转角。当螺栓转动设定的转角时，扭矩仍未达到监控扭矩的下限值。01拧紧曲线状态如上图所示，为螺栓终紧阶段扭矩出现低于监控窗口下限的报警曲线。
装配曲线设置扭矩和角度监控窗口，是为了保证所有螺栓的拧紧能有效的被监控。
通常情况下，在螺栓预紧、找帽、高精枪预紧和终紧过程中，监控窗口设置合理，装配曲线落在扭矩和角度监控范围内的拧紧点是被有效的拧紧。
但，往往由于各种异常因素的影响，会导致拧紧窗口出现一定比例的报警，这时就需要扭矩工程师详细分析导致扭矩报警的原因。
装配曲线扭矩低于监控窗口下限也是一种比较常见的报警，螺丝君，今天来分析下产生报警的常见原因。
01
拧紧曲线状态
如上图所示，为螺栓终紧阶段扭矩出现低于监控窗口下限的报警曲线。
这类曲线设定的拧紧目标值一般为转角。当螺栓转动设定的转角时，扭矩仍未达到监控扭矩的下限值。
产生该报警的原因，可以从紧固件、被连接件和拧紧装配三个方面去分析。
02
紧固件的问题
2.1 摩擦系数偏低
摩擦系数低是扭矩低于监控窗口最常见的原因。摩擦系数分为头部摩擦系数和螺纹摩擦系数，摩擦系数低的螺栓在拧紧时螺纹扭矩和头部扭矩都会比摩擦系数高的螺栓低，最终反应在拧紧曲线上就是扭矩上不去，甚至很早就出现了屈服。
下图，是高摩擦系数和低摩擦系数的拧紧曲线对比，高摩擦系数的屈服扭矩比低摩擦系数的屈服扭矩高约20Nm。
紧固件的摩擦系数受批次影响很大，往往一个批次高，另外一个批次就低。
这主要和表面处理厂家的水平有关。例如，拧紧窗口在计算时的螺栓批次摩擦系数平均为0.13，而现在拧紧螺栓的批次为0.09，两个批次的螺栓都在合格范围里，而摩擦系数0.09的螺栓拧紧就有可能出现扭矩低于窗口下限报警。
这类问题的在拧紧过程中非常常见，解决问题的一种方法是提高螺栓摩擦系数，另一种是工程师评价拧紧曲线，如果曲线无异常，可以适当降低监控曲线的扭矩下限。
2.2 紧固件的强度不足或未做热处理
螺栓的强度也是影响扭矩的重要因素，高强度螺栓一般是需采用热处理的。如果热处理稳定性不佳，会出现螺栓强度不足的问题，该状态的螺栓在拧紧过程会出现扭矩低窗口下限报警的问题。
此外，还有些厂商因为混料，生产的螺栓部分热处理过，部分未处理。如下图所示，未热处理的螺栓组织为铁素体，强度很低；而热处理后的螺栓为回火索氏体，强度较高。
未热处理的螺栓在拧紧时会出现扭矩远低于监控窗口下限，如果各位老铁有这类扭矩很低的报警，可以从金相和硬度的角度来分析。
2.3 螺栓在拧紧时有蜡或者油渗入
各位老铁应该都了解，蜡和油都有降低螺栓摩擦系数的作用。如果螺栓或连接副出现扭矩偏低的现象，可以检查下连接副中是否有油或者蜡渗入连接副，从而降低了摩擦系数。
螺栓支撑面位置也需要考虑是否有蜡和油。如果有胶水渗入则需要从胶的种类和成分来考虑了是可能增大了扭矩还是降低了扭矩。
总之，螺栓表面最好不要粘接任何物质的。
03
被连接件的问题
3.1 被连接件中含有软连接
主要有两类情况会导致软连接：
- 一类是工艺不佳导致，如下图所示，因为焊接工艺未最优导致被拧紧的零件出现的间隙，间隙会导致转角法拧紧时，角度用于克服间隙，无法拉伸螺栓，最终导致扭矩偏低。被连接件的间隙主要有两种，即焊接间隙和匹配间隙。
- 另一类是设计不佳导致的，如下图所示，因为设计的金属成套太短，导致被夹紧的零件有塑料件，螺栓在拧紧过程因为压缩塑料导致最终扭矩较低。因此，设计上因增加金属衬套的长度，保证螺栓夹紧的是金属件，螺栓拧紧时拉伸螺栓，这样扭矩才会较高。此外，避免软连接的设计也有利于减少扭矩衰减。
3.2 被连接件强度低
紧固件的装配曲线反应的是连接副的特性，被连接强度不足和紧固件强度不足最后反应在装配曲线上就是扭矩较低，有低于扭矩监控下限的风险。
因此，无论是在被连接件的设计和生产过程中，都应该保证具备足够的强度和刚度。
3.3 被连接件螺纹出现滑牙
紧固件拧紧的设计原则为拧紧至失效时，螺栓断裂。
但往往由于设计或制造的问题导致被连接件内螺纹长度不足等问题，被连接件或者螺母在拧紧时出现滑牙。
而螺纹一旦出现滑牙后，拧紧的扭矩就无法继续上升，最终，会导致扭矩低于监控窗口下限。
螺纹拧紧不出现滑牙的设计，要求参见下表，供参考。
04
拧紧装配和工艺
4.1 拧紧过程中贴合阶段还未结束
如果拧紧过程中贴合还未结束就进行转角法拧紧会导致拧紧的转角无法有效的转化成扭矩，进而导致拧紧扭矩偏低甚至报警，此时应提高拧紧装配的门槛扭矩。保证在转角拧紧前，螺栓已完成贴合。
4.2 拧紧套筒未对准连接紧固件
当拧紧套筒未对准紧固件时，拧紧会出现空转，最终的拧紧扭矩会远低于监控窗口下限。
4.3 拧紧工具工装度清洁度不佳
拧紧工具或操作工带的手头含有油或者蜡等。
不慎进入螺纹后会降低摩擦系数，导致装配扭矩偏低。
以上，是螺丝君整理的扭矩低于监控窗口下限报警的可能原因，欢迎各位老铁留言补充。
今天的话题，就分享到这里；更多详情，请关注GAF螺丝君（GAF-luosijun）
