一种发动机螺栓拧紧工艺计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及螺栓拧紧工艺技术领域，具体涉及一种发动机螺栓拧紧工艺计算方法和装置。该方法包括：根据目标螺栓在对应联接系统中的载荷承受情况，获取目标螺栓对应联接系统的最大需求装配预紧力F

【技术实现步骤摘要】
一种发动机螺栓拧紧工艺计算方法和装置


[0001]本专利技术涉及螺栓拧紧工艺
，具体涉及一种发动机螺栓拧紧工艺计算 方法和装置。

技术介绍

[0002]发动机关键螺栓分别用于发动机主要系统及机构的紧固联接，受到较大的交 变载荷。因此在螺栓装配阶段需对螺栓联接系统施加足够、适当的预紧力，以克 服装配过程因被连接件被压缩、长时间运行后螺栓或被连接件蠕变而产生的夹紧 力衰减，导致螺栓联接失效，出现发动机损坏等严重故障。这样，预先获知发动 机螺栓拧紧工艺的拧紧参数，制定合理的拧紧工艺对于螺栓联接系统的可靠性至 关重要。
[0003]因此，如何准确获得发动机螺栓拧紧工艺的拧紧参数，是目前亟需解决的技 术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种发动机螺栓拧紧工艺计算方法和装置，以降低热轧 工艺的生产成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了以下方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种发动机螺栓拧紧工艺计算方法，所述方法 包括：
[0007]步骤11，根据目标螺栓在对应联接系统中的载荷承受情况，获取所述目标螺 栓对应联接系统的最大需求装配预紧力F
b max
；
[0008]步骤12，以所述目标螺栓的最小屈服点轴力F
M min
不小于F
b max
为约束条件， 确定出F
M min
；
[0009]步骤13，根据F
M min
，确定所述目标螺栓的设计参数；
[0010]步骤14，根据所述目标螺栓的屈服点扭矩M
A
，确定所述目标螺栓的起始扭 矩M
q
；其中，M
A
根据所述目标螺栓的屈服点轴力F
M
与所述目标螺栓的设计参数 确定；F
M
根据F
M min
和所述目标螺栓的最大屈服点轴力F
M max
确定；F
M max
根据 所述目标螺栓的设计参数确定；
[0011]步骤15，根据所述目标螺栓的设计参数和M
q
，确定出所述目标螺栓的转角θ。
[0012]在一种可能的实施例中，所述步骤11，包括：
[0013]计算所述目标螺栓对应联接系统的最大需求装配预紧力F
b max
，具体的计算 公式为：
[0014]F
b max
＝α
×
F
b min
；
[0015]其中，α为大于1的第一参数；
[0016]若所述目标螺栓受到横向载荷 F
q
，则所述目标螺栓对应联接系统的最小需求装配预紧力
[0017]若所述目标螺栓受到轴向拉伸载荷，则若所述目标螺栓受到轴向拉伸载荷，则
[0018]若所述目标螺栓受到扭转载荷，则若所述目标螺栓受到扭转载荷，则
[0019]其中，n为所述目标螺栓对应联接系统结合面数，μ为所述目标螺栓对应联 接系统结合面的摩擦系数，f为所述目标螺栓对应联接系统受载荷后变形量，δ
b
为 所述目标螺栓的总柔度，δ
s
为所述目标螺栓对应被联接件柔度，D
w
为所述目标螺 栓的联接法兰面外径，d1为所述联接法兰面内径，P
max
为所述联接法兰面所承受 的内部最大压力，M为所述联接系统扭转力矩，r为M与所述目标螺栓紧固点当 量半径。
[0020]在一种可能的实施例中，所述步骤13，包括：
[0021]根据所述目标螺栓的最小屈服点轴力与设计参数的关系公式，确定所述目标 螺栓的设计参数；其中，所述关系公式为：
[0022][0023]其中，γ为屈服点利用系数，R
p 0.2min
为最小屈服强度，A
s
为所述目标螺栓 的螺纹应力截面积，d0为所述目标螺栓应力截面积当量直径，d2为所述目标螺栓 中径，α
′
为所述目标螺栓螺纹牙侧角，P为所述目标螺栓的螺距，μ
s max
为所述目 标螺栓的最大摩擦系数。
[0024]在一种可能的实施例中，所述步骤14，包括：
[0025]计算所述目标螺栓的起始扭矩M
q
，具体计算公式为：
[0026][0027]其中，M
A
为所述目标螺栓的屈服点扭矩；μ
s
为所述目标螺栓的摩擦系数； μ
s min
为所述目标螺栓的最小摩擦系数；R
p 0.2max
为最大屈服强度；为所述目 标螺栓对应联接系统的支撑面当量半径。
[0028]在一种可能的实施例中，所述步骤15，包括：
[0029]计算所述目标螺栓的转角θ，具体计算公式为：
[0030][0031]其中，C
b
为所述目标螺栓的刚度；C
s
为所述目标螺栓对应被联接件综合刚度； F
q
为M
q
对应的轴力。
[0032]6、根据权利要求5所述的发动机螺栓拧紧工艺计算方法，其特征在于，所 述步骤15之后，所述方法还包括：
[0033]根据F
M min
、F
M max
和M
q
，确定出所述目标螺栓的残余塑性变形量L1；
[0034]若L1大于设定阈值，则以降低所述目标螺栓的最大屈服点轴力F
M max
为目标， 更新所述目标螺栓的设计参数，并重复步骤14至步骤15。
[0035]在一种可能的实施例中，所述根据F
M min
、F
M max
和M
q
，确定出所述目标螺 栓的残余塑性变形量L1，包括：
[0036]计算所述目标螺栓的残余塑性变形量L1，具体计算公式为：
[0037][0038]第二方面，本专利技术实施例提供了一种发动机螺栓拧紧工艺计算装置，所述装 置包括：
[0039]第一获取模块，用于根据目标螺栓在对应联接系统中的载荷承受情况，获取 所述目标螺栓对应联接系统的最大需求装配预紧力F
b max
；
[0040]第一确定模块，用于以所述目标螺栓的最小屈服点轴力F
M min
不小于F
b max
为约束条件，确定出F
M min
；
[0041]第二确定模块，用于根据F
M min
，确定所述目标螺栓的设计参数；
[0042]第三确定模块，用于根据所述目标螺栓的屈服点扭矩M
A
，确定所述目标螺栓 的起始扭矩M
q
；其中，M
A
根据所述目标螺栓的屈服点轴力F
M
与所述目标螺栓的 设计参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机螺栓拧紧工艺计算方法，其特征在于，所述方法包括：步骤11，根据目标螺栓在对应联接系统中的载荷承受情况，获取所述目标螺栓对应联接系统的最大需求装配预紧力F
b max
；步骤12，以所述目标螺栓的最小屈服点轴力F
M min
不小于F
b max
为约束条件，确定出F
M min
；步骤13，根据F
M min
，确定所述目标螺栓的设计参数；步骤14，根据所述目标螺栓的屈服点扭矩M
A
，确定所述目标螺栓的起始扭矩M
q
；其中，M
A
根据所述目标螺栓的屈服点轴力F
M
与所述目标螺栓的设计参数确定；F
M
根据F
M min
和所述目标螺栓的最大屈服点轴力F
M max
确定；F
M max
根据所述目标螺栓的设计参数确定；步骤15，根据所述目标螺栓的设计参数和M
q
，确定出所述目标螺栓的转角θ。2.根据权利要求1所述的发动机螺栓拧紧工艺计算方法，其特征在于，所述步骤11，包括：计算所述目标螺栓对应联接系统的最大需求装配预紧力F
b max
，具体的计算公式为：F
b max
＝α
×
F
b min
；其中，α为大于1的第一参数；若所述目标螺栓受到横向载荷F
Q
，则所述目标螺栓对应联接系统的最小需求装配预紧力若所述目标螺栓受到轴向拉伸载荷，则若所述目标螺栓受到轴向拉伸载荷，则若所述目标螺栓受到扭转载荷，则若所述目标螺栓受到扭转载荷，则其中，n为所述目标螺栓对应联接系统结合面数，μ为所述目标螺栓对应联接系统结合面的摩擦系数，f为所述目标螺栓对应联接系统受载荷后变形量，δ
b
为所述目标螺栓的总柔度，δ
s
为所述目标螺栓对应被联接件柔度，D
w
为所述目标螺栓的联接法兰面外径，d1为所述联接法兰面内径，P
max
为所述联接法兰面所承受的内部最大压力，M为所述联接系统扭转力矩，r为M与所述目标螺栓紧固点当量半径。3.根据权利要求2所述的发动机螺栓拧紧工艺计算方法，其特征在于，所述步骤13，包括：根据所述目标螺栓的最小屈服点轴力与设计参数的关系公式，确定所述目标螺栓的设计参数；其中，所述关系公式为：
其中，γ为屈服点利用系数，R
p 0.2min
为最小屈服强度，A
s
为所述目标螺栓的螺纹应力截面积，d0为所述目标螺栓应力截面积当量直径，d2为所述目标螺栓中径，α
′
为所述目标螺栓螺纹牙侧角，P为所述目标螺栓的螺距，μ
s max
为所述目标螺栓的最大摩擦系数。4.根据权利要求3所述的发动机螺栓拧紧工艺计算方法，其特征在于，所述步骤14，包括：计算所述目标螺栓的起始扭矩M

【专利技术属性】
技术研发人员：张继杨，靳晓妍，刘聪，龚婧瑶，杨逸峰，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：