在之前的文章中，我们详细讲解了拧紧策略和控制方法。今天，我们将深入探讨拧紧设备与工具的选型要点——这也是确保拧紧质量的关键环节。
设备选型不仅关乎生产效率，更直接影响到产品质量和安全性。我们一起将从设备实现目的、设备构成、选型原则到实施要点，为您全面解析拧紧设备选型的核心要点。
1.1 拧紧的根本目的
装配过程中，我们的核心目标是通过拧紧螺栓，获得两个工件之间稳定可靠的夹紧力。在实际操作中，直接测量夹紧力较为困难，而拧紧扭矩则相对容易检测和控制。
目前要想测量螺栓的预紧力，最简单方便的方法是用超声波进行螺栓轴力的测量，这往往也只是在实验室设计阶段使用，一般量产阶段较少采用直接测量螺栓轴力的方法进行装配。但也有例外，例如在空客，波音飞机的尾翼连接的关键受力部位，采用“懋哥”销售的I bolt智能超声波螺栓进行装配。
解读：拧紧过程可以理解为两个弹簧的相互作用——螺栓的拉伸变形和零件的压缩变形。在总装过程中，绝大多数拧紧操作都发生在螺栓的弹性变形区间内。
但是，在越是关键的连接部位，例如发动机的关键螺栓中，往往采用过屈服的拧紧，这能够提供螺栓的夹紧力，保持更加一致性的预紧力。有人问，这样会不会影响螺栓的疲劳，实际大量应用表明，提高预紧力往往对螺栓连接的整体性能有好处，虽然，单独对于螺栓自身来说确实预紧力（静载荷）越大，疲劳性能有一定下降，但是整体来说，预紧力越高，疲劳性能越好。大家对这方面感兴趣，兹懋可以单独写一篇文章来介绍，当然，兹懋公众号中也有相关疲劳性能的一些文章可以查阅。
1.2 夹紧力转化的"541原则"
在扭矩转化为夹紧力的过程中，遵循著名的"541原则"：
50%的扭矩转化为螺栓头下的摩擦力（扭矩）
40%的扭矩转化为螺纹间的摩擦力（扭矩）
仅10%的扭矩转化为我们真正需要的夹紧力
这意味着，虽然通过扭矩控制可以达到预期的夹紧力，但最终的偏差与工具精度和摩擦系数密切相关。
2.1 基于产品特性的工具选择
当前国内拧紧主要参考两种标准：德系大众标准（同VDI 2862），美系通用标准（又称QCOS标准，目前很多关于QCOS拧紧质量控制的论文）。
本文以QCOS标准为例探讨：该标准对拧紧等级分为PC1,PC2,PS1,PS2,std，也有资料介绍分为PS1/PS2/PF1/PF2/std care等级。
根据不同的拧紧等级和要求，选择合适的工具至关重要：
PC1、PC2、PS1拧紧点：采用电动工具，满足计数、扭矩监控、质量追溯等要求
PS2、Std Care拧紧点：采用电池工具
2.2 不同工具的性能对比
一般汽车行业主要以电动工具，电池工具等旋转工具为主，也有一些企业采用气动工具预拧紧，最终采用咔哒扳手终拧紧。
3.1 电动工具核心组成
完整的电动工具系统包括：
控制器：系统大脑，控制整个拧紧过程
接口管理模块：接口和管理模块
电缆/电池：动力来源
电枪：执行机构
3.2 电枪内部结构解析
电枪作为核心执行部件，包含：直头/弯头（含伞齿）、齿轮组、扭矩传感器、电机、角度编码器、存储卡、方向环、扳机、主板等重要组件。
对于发动机要求比较高的场合，或者按照VDI 2862标准，对于A级拧紧枪要具备冗余结构或传感器，也就是说要具备双传感器配置。
传感器都放置于更靠近拧紧头，这样精度，磨损对扭矩影响更小，从而这种工具的校准周期也可以间隔更长一些。
部分要求为冗余结构，要求双扭矩传感器；
≤10Nm优选无线直头手枪式电池枪，单手操作，更加便利。
手工拧紧（采用人工作为反作用力臂支撑）一般选用弯头拧紧枪，可以采用更高的扭矩，例如可达100Nm。
在拧紧完成后，人工作为反作用力臂支撑，往往会有急停的风险，目前有些工具厂家，例如马头动力工具采用了设置拧紧完成后的制动时间，能够缓慢降低停止扭矩，减轻急停，反扭带来的影响。
特殊头选型策略
Crowfoot选型原则
基础头/弯头：闭合和开放两种设计，精度等级≤±10%或±15%
直头：2级齿轮组，扭矩范围5-150Nm
齿轮组：1/3级不等
内止外动：弯头拧紧枪，可以选用内止外动的形式，但是，这种拧紧批头太细很容易出现拧断可能性，需要注意不能太小规格的设计。
优选建议：空间满足时优先选择1级齿轮组，闭口1级传递效率更高，效率最高达80%
5.1 标定关键场景
新工具投入使用前
工艺参数修改前
工具维修保养后
工具拆除移位后
拧紧工具标定采用兹懋certest扭矩小车设备。可以带机械臂，直接不需要拆卸拧紧轴进行现场标准。
5.2 标定合格标准
需注意扁平头检测发现，没有安装扁平头Cm/Cmk都能满足要求，安装扁平头以后就很大可能达不到这个要求。
5.3 标定频次要求
电动工具：单班每6个月，双班每3个月
带扁平头特殊头：每月1次
也可以根据公司生产产量进行调整，上述仅供参考。
通过以上系统性的介绍，相信对拧紧设备的选型有了更深入的理解。当前各主机厂基于建厂时间、成本控制要求的不同，在拧紧设备选型上呈现多样化特点。
随着国产设备的快速崛起，拧紧设备制造工艺日趋成熟。未来的发展方向将不再局限于个别先进拧紧枪或设备的技术优势，而是转向完整的拧紧系统控制体系和解决方案的研发投入。
拧紧工具的可靠性是基础，更重要的是建立完善的管理体系，结合工厂运营模式与过程控制要求，采用系统化、数字化的解决方案。通过硬件和软件的协同开发，实现拧紧智能化管理。
拧紧工具标定采用兹懋certest扭矩小车设备。可以带机械臂，直接不需要拆卸拧紧轴进行现场标准。
期待更多国产自主的拧紧方案和配套装备进入工厂，提供国际领先的拧紧服务与技术，让制造更简单、更智能！如果需要兹懋拧紧校准小车或交流可以联系小编。
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