你知道螺栓怎么樣算擰緊了嗎?其實(shí),是有嚴(yán)格的操作手冊指導(dǎo)完成的,施加多大的扭矩都有明確規(guī)范。今天一起跟著法士威來先從擰緊過程的扭矩和受力來分析。
1.541規(guī)則(即50%、40%、10%)參見下圖:通常情況下,在螺栓的擰緊過程中,實(shí)際轉(zhuǎn)化為螺栓夾緊力的扭矩僅占10%,其余50%用于克服螺栓頭下的摩擦力,40%用于克服螺紋副中的摩擦力,這就是“541”規(guī)則,主要反映夾緊力與摩擦力之間的關(guān)系。但若施加一定的改善措施(如涂抹潤滑油)或螺紋副中存有缺陷(如雜質(zhì)、磕碰等),該比例關(guān)系會受到不同影響而改變。
圖A 541規(guī)則
圖B 螺栓連接件特性
1. 扭矩(T):所施加的擰緊動力矩,單位牛米(Nm);
2. 夾緊力(F):連接體間的實(shí)際軸向夾(壓)緊大小,單位牛(N);
3. 摩擦系數(shù)(U):螺栓頭、螺紋副中等所消耗的扭矩系數(shù);
4. 轉(zhuǎn)角(A):基于一定的扭矩作用下,使螺栓再產(chǎn)生一定的軸向伸長量或連接件被壓縮而需要轉(zhuǎn)過的螺紋角度。
1. 扭矩控制法
定義:當(dāng)擰緊扭矩達(dá)到某一設(shè)定的控制扭矩時,立即停止擰緊的控制方法。
優(yōu)點(diǎn):控制系統(tǒng)簡單、直接,易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來檢查擰緊的質(zhì)量。
缺點(diǎn):控制精度不高(預(yù)緊力誤差±25%左右),也不能充分利用材料的潛力。
2. 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法
定義:先把螺栓擰到一個不大的扭矩后,再從此點(diǎn)開始,擰一個規(guī)定的轉(zhuǎn)角的控制方法。
優(yōu)點(diǎn):螺栓軸向預(yù)緊力精度較高(±15%),可以獲得較大的軸向預(yù)緊力,且數(shù)值可集中分布在平均值附近。
缺點(diǎn):控制系統(tǒng)較復(fù)雜,要測量扭矩和轉(zhuǎn)角兩個參數(shù);且質(zhì)檢部門也不易找出適當(dāng)?shù)姆椒▽Q緊結(jié)果進(jìn)行檢查。
3. 屈服點(diǎn)控制法
定義:把螺栓擰緊到屈服點(diǎn)后,停止擰緊的一種方法。
優(yōu)點(diǎn):擰緊精度非常高,預(yù)緊力誤差可以控制在±8%以內(nèi);但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強(qiáng)度。
缺點(diǎn):擰緊過程需要對扭矩和轉(zhuǎn)角曲線的斜率進(jìn)行動態(tài)的、連續(xù)的計算和判斷,控制系統(tǒng)的實(shí)時性、運(yùn)算速度等都有較高的要求。