1_1基本拧紧技术

螺栓拧紧实验

螺纹紧固件的拧紧试验螺纹紧固件的拧紧试验通过对螺纹紧固件的紧固力分析，介绍了四种螺纹紧固件的装配方法和拧紧试验原理。同时对四种装配方法进行深入的讨论，利用试验结果论证不同装配方法产生的预紧效果与装配精度。比外还列举了螺纹紧固件的失效分析案例，进一步阐述螺纹紧固件拧紧试验的重要性。螺纹紧固件是机械产品中最常见的连接件，螺栓和螺母则是螺纹紧固件中用途最广的零件。螺纹紧固件的结构大都不很复杂，制造和装配看起来似乎也无惊人之处。但无数的质量事故不断提醒人们不可小觑貌似简单的螺纹紧固件。制造和装配是螺纹紧固件影响其质量的两大关键，从某种意义上讲装配质量对螺纹紧固件的影响甚至大于其制造质量的影响。随着对机械零件小型化和对连接要求的提高，装配质量越来越引起人们的关注。如何使螺纹紧固件的实际紧固力精确或较精确地接近理论紧固件（即紧固件效果）是人们最为关心和研究最多的课题。 1、螺纹紧固件的紧固力螺纹紧固件的紧固力P0一般是通过控制扭矩M来实现的，这是基于P0与M 之间存在以下关系：显然，用力矩M来控制P0是很不精确的。因为在这两者的关系中包含着一个变化很大且难精确确定的摩擦系数f。它受螺纹表面及座面粗糙度、润滑剂、拧紧速度、拧紧工具、反复拧紧时的温度变化等诸多不定因素的影响，这就使真正的紧固件力很分散，波动极限约为±40%。分析各种螺纹紧固件损坏原因，发现设计正确，工艺及材料合格的产品，大都是由于螺纹松动所致。松动是由于各种外力作用下实际紧固件的紧固力显得不足（尽管扭力扳手已保证了理论紧固力）或螺纹紧固件与被连接件之间产生相对滑动而引起的。也就是说，由于用单纯扭距法进行机械零件的连接的实际力与理论紧固力的不一致性，影响了螺纹紧固件的紧固效果。因此，这种凭扭矩进行装配的方法用于一般机械零件的连接尚可，若用在随高交变应力的机械连接上则很可能出问题。显然，精确控制紧固力是提高螺纹紧固件紧固效果的最好方法。而拧紧试验是制订确的拧紧工艺（即拧紧工艺优化）和实现精确控制紧固力的重要手段和前提。若设c1、c2分别为螺纹紧固件和被连接件的刚度，λ 01为螺纹紧固件紧固时的伸长量，λ 02为被连接紧固件的压缩量，P0为螺纹紧固件在屈服附近的紧固件，则有 P0=c1 λ 01=c2 λ 02 螺母（或螺纹紧固件）的轴向位移量应为λ 01＋λ 02，则螺母（或螺纹紧固件）的旋转角

拧紧技术及拧紧机

螺栓拧紧技术及拧紧机螺栓拧紧在机械制造业中的应用非常广泛，机械制造中零部件的连接与装配，机械整体的装配等等，可以说几乎是都离不开螺栓拧紧。第一节螺栓拧紧的基本概念及拧紧的方法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”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“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： ⑴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保持在一个较小的数值。 ⑵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。图 1

⑶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。 ⑷再继续拧紧，力矩T 和压紧力F 下降，直至螺栓产生断裂。 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： R ＝△T /△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μ值的不同，压紧力 F 可能相差很大。所以，摩擦系数μ 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。二．螺栓拧紧的方法拧紧，实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到被拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力（即轴向拉应力）。而不论是两被连图 4 T =0.4 =0.5 图 3 图 2

HB 6586-1992 螺栓螺纹拧紧力矩

中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准螺栓螺纹拧紧力矩 HB 6586-92 代替 HBO—63—87 ——————————————————————————————————— 1 主题内容与适用范围本标准规定了螺栓连接时用定力扳手拧紧螺母的拧紧力矩。本标准适用于MJ螺纹和普通螺纹有润滑的抗拉和抗剪螺栓安装时确定其拧紧力矩值。 2 引用 GB 196 普通螺纹 GJB 3.2 MJ螺纹螺栓和螺母螺纹的尺寸与公差 GJB 123 螺栓的螺钉技术条件 HB 1-218 螺栓、螺钉和螺桩技术条件 HB 6443 螺母专用技术条件 3 技术条件 3.1 本标准规定的螺栓螺纹基本尺寸，普通螺纹按GJB 196、MJ螺纹按GJB 3.2。 3.2 螺栓的最低强度分别为 590MPa；930MPa；1075MPa及1470MPa。 3.3 螺栓和螺母的制造要求应符合GJB 123、HB 1-218 及HB 6443的规定。

3.4 螺栓螺纹拧紧力矩值的选择见表。 3.5 安装螺栓时，一般应采用旋动螺母的办法拧紧，当必须从螺栓头部拧紧时，其拧紧力矩值应处在表中规定的上偏差范围内。 3.6 当采取本标准规定的拧紧力矩时，应考虑螺母与螺栓强度的匹配。 3.7 当采用本标准时，应在图样或有关技术文件上注明。表螺栓螺纹拧紧力矩值螺栓强度等级 590MPa（min） 930MPa（min）螺栓类型抗拉抗剪抗拉抗剪螺栓螺纹规格螺栓拧紧力矩 N·cm 4×0.7 100±10 60±10 160±10 100±10 5×0.8 210±10 130±10 340±10 200±10 航空航天工业部 1992—06—02发布 1992—12—01实施 HB 6586—92 续表螺栓强度等级 590MPa（min） 930MPa（min）螺栓类型抗拉抗剪抗拉抗剪螺栓螺纹规格螺栓拧紧力矩 N·cm

拧紧技术题库50

拧紧技术 1.以下不属于拧紧技术中常用连接方式的是（B ） A.螺纹连接 B.线束插接 C.焊接 D.铆接 2.以下不属于根据连接重要性划分的拧紧等级的是（A ） A.Kat.S B.Kat.A C.Kat.B D.Kat.C 3.如右图所示，螺钉的力矩值为（ D ） A. F·（L1+L2） B.F·L2 C.F·L3 D.F·L1 4.以下哪个不属于影响夹紧力的因素？（C） A .摩擦； B. 内部应力释放； C.空气阻力； D. 温度 5.下列拧紧工具中，力矩值最准确的是（ B ） A. 数显扳手 B. 带转角的EC扳手 C. 电抢 D. 风枪 6.关于公差换算，下列说法正确的是（ D ） A. AD15代表力矩控制，工艺公差为该点工艺值的15%。 B. AW11代表力矩控制，工艺公差为该点工艺值的7.5%。 C. AD18代表转角控制，工艺公差为该点工艺值的15%，转角公差为15°。 D. AW10代表转角控制，工艺公差为该点工艺值的7.5%，转角公差为5°。 7.以下哪个不属于4M对拧紧质量的影响。( A ) A. 管理（Management） B.操作者（Man人） C.螺栓和螺母（Material材料） D.拧紧工具（Machine机器） 8.关于连接方式下列说法错误的是（ B ） A. 精密螺栓连接：装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用。 B. 普通螺栓连接：装配后孔与杆间有间隙，但在工作中间隙可以消除。 C. 双头螺栓连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母；适于常拆卸而被连接件之一较厚时。 D. 螺钉连接：适于被连接件之一较厚、不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况. 9.属于拧紧测试参数的是（A ） A. 静态力矩 B.温度 C.零件硬度 D.摩擦力

螺栓拧紧方法及预紧力控制

化　工　设　备　与　管　道第42卷螺栓拧紧方法及预紧力控制初泰安 (扬子石油化工公司芳烃厂,南京　210048) [摘要]　石化、炼油企业装置上的静密封结构以螺栓法兰垫片连接系统为主,检修期间螺栓拧紧方法的选择和预紧力的正确控制对保证装置的安全运行至关重要。本文介绍了实际生产中常用的扭矩法、螺母转角法和液压拉伸法的基本原理,并给出了各种预紧力的控制方法及其所能达到的精度,对安装和维修有一定的指导意义。 [关键词]　螺栓;　预紧力;　拧紧;　法兰连接螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行, 垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变形,高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。螺栓预紧力过大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统泄漏。因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。 1　螺栓拧紧方法 1.1扭矩拧紧法扭矩拧紧法[1、2]是最常用的螺栓拧紧方法,通过扭矩扳手显示的扭矩值来控制被连接件的预紧力,操作简单、直观。拧紧螺栓时的拧紧力矩: M=K t Q0d×10-3N m 式中:Q0———预紧力,N; K t———计算系数; d———螺栓的公称直径,m m。 Q0=M K t d×10-3 N(1)系数K t与螺纹表面及法兰的光洁度、润滑状况、拧紧速度、所用拧紧工具、以及反复拧紧时的温度变化等有关,通常在0.1～0.3之间变化。K t的变化将导致预紧力Q0也发生较大变化,变化范围大约在40%左右。所以,如采用扭矩法拧紧螺栓,其计算载荷需要1.3倍最大工作载荷,这必然会造成螺栓直径增大,或数量增加,或提高材质。这对简化结构、降低成本,减轻其重量都是不利的。1.2旋转角度拧紧法螺母(或螺栓)拧紧时的旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致成比例关系,因而可采用按规定旋转角度来达到预定预紧力的方法。在最初拧紧时,先要确定极限扭矩(即实现连接密封所需的扭矩),把螺栓一直拧到极限扭矩,再转过一个预定的角度,此即为旋转角度拧紧法[1、2]。螺栓伸长量与预紧力的关系为 Q0= ΔL L E A s(2)式中:L　———螺栓长度,mm; ΔL———螺栓变形伸长量,m m; E———弹性模数,MPa; A s———螺栓的平均截面积,mm2。由于在弹性区域内ΔL正比于螺栓的回转角度θ,所以Q0为θ的函数,只要准确控制螺栓回转角度,便可准确控制预紧力。由于旋转角度拧紧法可使螺栓预紧力分散度减小,故平均螺栓预紧力可达到屈服极限的70～80%,这既提高了材料的利用率,也比较可靠。 1.3液压拉伸预紧法 (1)原理液压拉伸预紧技术[3]是利用液压拉伸器完成螺栓的预紧工作。为了使螺栓的预紧力均匀,满足密封要求,必须确保每个螺栓的伸长量均在计算允许的范围内,若某个螺栓的伸长量超差,则需进行调整拉伸操作。 (2)螺栓伸长量计算在螺栓材料的弹性范围内,螺栓伸长量与所施加的轴向载荷成正比,其计算公式为 ΔL1=N L E A L (3) 8

拧紧技术

拧紧技术及拧紧机

3 ⑶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。 ⑷再继续拧紧，力矩T 和压紧力F 下降，直至螺栓产生断裂。 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： R ＝△T /△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μ值的不同，压紧力 F 可能相差很大。所以，摩擦系数μ 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。二．螺栓拧紧的方法拧紧，实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到图 4 F T μ=0 μ=0.4 μ=0.5 μ=0.1 μ=0.2 μ=0.3 图 3 A T 图 2 T ΔT ΔA A