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1、拧任何机体均是由多种零件连接（即组装）起来的，而零件的连接有多种， 采用螺栓连接就是其中最常用的一种，而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧， 因而这 拧任何机体均是由多种零件连接（即组装）起来的，而零件的连接有多种， 采用螺栓连接就是其中最常用的一种，而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧， 因而这“拧紧拧紧”也就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。 零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动 载荷，还需要两被连接体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连 接和正常工作。这样就要求作为连接用的螺栓，在拧紧后要具有足够的轴向 预紧力（即轴向拉应力）。然而这些力的施加，也都是依靠 也
2、就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。 零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动 载荷，还需要两被连接体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连 接和正常工作。这样就要求作为连接用的螺栓，在拧紧后要具有足够的轴向 预紧力（即轴向拉应力）。然而这些力的施加，也都是依靠“拧紧拧紧”来实现的。 因而，我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。 一螺栓拧紧的基本概念 1拧紧过程中各量的变化 在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压；但在拧紧 的整个过程中，受力的大小是不同的（见图1）， 大体上分为下述几个阶段： 在开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力F为零； 但
3、由于存在摩擦力，故扭矩T保持在一个较小的数值 。 当靠座后(Z点)，真正的拧紧才开始，压紧力F和拧 矩T随转角A的增加而迅速上升。 达到屈服点，螺栓开始朔性变形，转角增加较大而压 紧力和扭矩却增加较小，甚至不变。 再继续拧紧，力矩T和压紧力F下降，直至螺栓产生断裂。 来实现的。 因而，我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。 一螺栓拧紧的基本概念 1拧紧过程中各量的变化 在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压；但在拧紧 的整个过程中，受力的大小是不同的（见图1）， 大体上分为下述几个阶段： 在开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力F为零； 但由于存在摩擦力，故扭矩T保持在一个较小的
4、数值 。 当靠座后(Z点)，真正的拧紧才开始，压紧力F和拧 矩T随转角A的增加而迅速上升。 达到屈服点，螺栓开始朔性变形，转角增加较大而压 紧力和扭矩却增加较小，甚至不变。 再继续拧紧，力矩T和压紧力F下降，直至螺栓产生断裂。 扭矩与拧紧技术原理 一、拧紧的基本概念一、拧紧的基本概念 T F 屈服 断 裂 A 图 1 Z TF 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 2力矩率 力矩率R所表示的是力矩增量T对转角A的比值（见图2），即： RT /A （1）
5、 硬性连接的R值高，软性连接的R值低。R值与螺栓的长度、连接中各件之间 的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。摩擦系数的变化，是影响力矩率的主要 因素。此外，再加上垫圈、密封垫片等引起的弹性变化，装配线上同样螺纹 连接之间的力矩率变化可能超过百分之百，这样，力矩/转角的曲线就可能 落在图3斜线中的任何位置。 3摩擦与力矩对压紧力的影响 从图4中可见，同一力矩T值，而由于摩擦系 数值的不同，压紧力F可能相差很大。所 以，摩擦系数对压紧力F的影响是非常大 的。这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、 螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。 2力矩率 力矩率R所表示的是力矩增量T对转角A的比值（见图2），即： RT
6、 /A （1） 硬性连接的R值高，软性连接的R值低。R值与螺栓的长度、连接中各件之间 的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。摩擦系数的变化，是影响力矩率的主要 因素。此外，再加上垫圈、密封垫片等引起的弹性变化，装配线上同样螺纹 连接之间的力矩率变化可能超过百分之百，这样，力矩/转角的曲线就可能 落在图3斜线中的任何位置。 3摩擦与力矩对压紧力的影响 从图4中可见，同一力矩T值，而由于摩擦系 数值的不同，压紧力F可能相差很大。所 以，摩擦系数对压紧力F的影响是非常大 的。这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、 螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。 图2 图 3 A T T T A A =0 图4 F T =
7、0.4 =0.5 =0.1 =0.2 =0.3 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 质量等级 安全等级 客户定义等级 质量等级 安全等级 客户定义等级 装配工作按精度等级分为三类装配工作按精度等级分为三类 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 测量拧紧 效果 我们能够测量的是扭矩我们能够测量的是扭矩T 我们想
8、要得到的是夹紧力我们想要得到的是夹紧力F T F F FF 张力 张力 剪切力 剪切力 抗张力 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 螺拴和连接的变形螺拴和连接的变形 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o
9、 r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 螺栓连接的变形关系螺栓连接的变形关系 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 轴向工作载荷的影响轴向工作载荷的影响 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧通过螺纹产生夹紧
10、力把连接件夹紧 旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长 螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧 我们需要的是连接件中的夹紧力我们需要的是连接件中的夹紧力 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 力力 (F)*力臂力臂 (L) = 扭矩扭矩(M) 螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大 但是但是, 90% 的扭矩被摩擦力消耗的扭矩被摩擦力消耗 只有只有10%的扭矩转化为夹紧力的扭矩转化为夹紧
11、力 施加的扭矩并不象夹紧力那么简单施加的扭矩并不象夹紧力那么简单 夹紧力夹紧力, 10% 螺纹副中的摩 擦了 螺纹副中的摩 擦了, 40% 螺栓头下表面的 摩擦力 螺栓头下表面的 摩擦力, 50% 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 夹紧力与摩擦力的关系夹紧力与摩擦力的关
12、系夹紧力与摩擦力的关系夹紧力与摩擦力的关系 通常的情况通常的情况通常的情况通常的情况 螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力 50%50% 螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力 40%40% 10%10% 在螺栓头支承面下加润滑油在螺栓头支承面下加润滑油在螺栓头支承面下加润滑油在螺栓头支承面下加润滑油 螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力 45%45% 螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力 40%40% 夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力 15%15% 螺纹副中有缺陷，如杂质、磕碰等螺纹副中有缺陷，如杂质、磕碰等螺纹副中有缺陷
13、，如杂质、磕碰等螺纹副中有缺陷，如杂质、磕碰等 螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力螺栓头下摩擦力 50%50% 螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力螺纹副中摩擦力 45%45% 5%5% 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩 夹紧力一定要高于外部载荷夹紧力一定要高于外部载荷 安全余量载荷的影响因
14、素安全余量载荷的影响因素: 振动振动 摩擦力的变化摩擦力的变化 连接件尺寸变化连接件尺寸变化 拧紧精度拧紧精度 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 施加的扭矩不要超过使用极限施加的扭矩不要超过使用极限 旋转转角 扭矩夹紧力 施加的扭矩过大会使螺 栓过度伸长 施加的扭矩过大会使螺 栓过度伸长 安全余量取决于安全余量取决于: 拧紧精度拧紧精度 材料等级材料等级 屈服强度极限抗拉强度极限 螺栓连接件的特性螺栓连接件的特性 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是
15、专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 应力N/mm2 85% 50% 弹性区域 失效 抗拉强度抗拉强度/屈服特性屈服特性 抗拉强度 拉伸度 抗拉应力抗拉应力 100*8=800 N/mm2 屈服应力屈服应力 800*0.8=640 N/mm2 螺栓连接件的特性螺栓连接件的特性 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / . 生产商 第一个数 生产商
16、第一个数 = 1/100 的最小抗拉 强度 的最小抗拉 强度 (N/mm2) 1008 = 800 N/mm2 第二个数第二个数 =屈服强度与最小抗拉 强度之间的关系 屈服强度与最小抗拉 强度之间的关系 0.8 = 80% 两数相乘得出屈服应力两数相乘得出屈服应力 800* 0.8 = 640 N/mm2 螺栓标识系统螺栓标识系统 公制螺纹公制螺纹 . 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 弹性变软会影响夹紧力 材料弹性松弛材料弹性松弛(变软变软)会使夹紧力衰减会使夹紧力衰减! Time 【超过15年刀具应用经验，不仅仅是专业】 h t t p :/n o r i s t a p .b l o g .c h i n a .a l i b a b a .c o m / 内部分析内部分析 平均加载平均加载 (80%屈服
