扭矩、预紧力和摩擦力之间有什么关系?

预加载螺栓的主要方法之一是在其头部施加扭矩。这是行业中非常常见的过程,但并不容易准确控制。

当紧固件在螺纹螺旋上向下转动时,旋转运动转变为直线运动。这会导致螺栓拉伸,而零件被压缩。然而,只有少量的输入扭矩用于预紧螺栓。大部分用于克服摩擦的阻力作用,抵抗紧固件的旋转。

摩擦如何影响扭矩和预紧力?

摩擦起源于两个接触界面;转动部件和夹紧部件之间(通常在螺栓头下方或螺母下方)和螺纹中。

这意味着转换为预载的扭矩部分非常小。扭矩/拉伸测试有助于表征两个接触界面上发生的摩擦系数。扭矩的分解通常表明只有 10% 的输入扭矩是有用的。其余的被摩擦消耗掉。

例如,头下扭矩代表输入扭矩的 50%,螺纹扭矩为 40%。因此,扭矩拧紧过程不是很有效。这部分可以通过应用低摩擦润滑剂来增加。使用润滑剂可减少摩擦并降低达到相同预载所需的扭矩。

散射及其影响

摩擦系数也是高度可变的(通常为 +/-20%),这会在过程中引入分散。此外,即使拧紧工具可能非常准确(例如,校准手动扭矩扳手为 +/-1%),但所施加扭矩的偏差从 +/-10% 到 +/-50% 不等。许多操作员在意识到他们身体的位置以及他们如何处理工具对施加的扭矩有多大影响时会感到困惑。

众所周知,预紧力的偏差为 +/- 30%。这意味着最大可能的预紧力可以是最小可能预紧力的两倍。生锈的螺栓或不锈钢紧固件的散射可能会更高,它们很容易卡住。

但是不用担心,可以通过涂抹润滑剂或使用具有指定摩擦系数的螺栓来减少散射哦~

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