螺栓拧紧力矩查询和预紧力计算
拧紧力矩与预紧力
1、引言家用电器厂在生产某型产品时，经常出现批头、电批套筒或风批套筒被打断的现象。
原因是一些重要零部件如发热管、R型弹簧等的固定都需要用很大的扭力矩来旋紧螺钉，而批头、电批套筒或风批套筒的极限扭力矩不能达到螺钉拧紧的拧紧力矩要求，致使其超过能够承受的最大拧紧力矩而折断。
但是，螺钉的拧紧力矩到底需要多大？目前尚没有一个确切的或者令人信服的标准来衡量。
那么，有没有办法给定螺钉比较准确的标准值呢？答案是肯定的。
下面以某产品弹性元件固定螺钉PM5×10为例，来计算它的拧紧力矩。
2、螺纹联接的拧紧力矩我们知道，在螺栓联接中，只有适当的预紧力才能保证螺栓可靠联接。
而预紧力则是通过控制施加于螺钉的拧紧力矩或转角来间接实现的。
但是，螺栓轴力与拧紧力矩之间的对应关系严重地受到摩擦条件的影响。
摩擦一方面是螺纹自锁防松的必要条件，另一方面摩擦消耗大量拧紧力矩（能量）从而影响螺栓轴力。
拧紧时，扳手或电批（风批）力矩T用于克服螺纹副的螺纹阻力矩T1及螺母与被联接件（或垫圈）支承面间的端面摩擦力矩T2。
即T= T1+ T2=KF0 d （N·mm）d——螺纹公称直径（mm）F0——预紧力（N）K——拧紧力矩系数（无量纲）其中，K值与螺纹中径、螺纹升角、螺纹当量摩擦系数、螺母与被联接件支承面间的摩擦系数有关。
而这些参数的取值都比较复杂。
要准确地计算出K 值，就要通过针对性的试验，同时测得预紧力和紧固扭矩才能间接获得拧紧力矩系数K值。
一般情况下，在各种条件下的K值，可参考下表中的数据。
盘铝合金基材上，铝合金的硬度较低，摩擦力较大。
故按干燥加工表面无润滑取值，则K值的取值范围是0.26～0.30，取最小值K=0.26。
螺纹联接的预紧力螺纹联接预紧力的大小，要根据螺钉组受力和联接的工作要求决定。
设计时首先要保证所需的预紧力，又不应使联接的结构尺寸过大。
一般规定拧紧后螺纹联接件的预紧力不得大于其材料屈服强度σs的80%。
螺栓拧紧力矩及载荷计算公式
螺栓规格d
mm
根据预紧力计算扭矩
外螺纹中径 d2
mm
螺纹原始三角形高度H mm
计算直径
d 3 mm
被联接件或垫圈孔径d 0 mm
拧紧力矩 T N·m
计算预紧力F'/N
螺纹原始三角形高度H mm
外螺纹小
径d1
mm
计算螺纹
副当量摩
擦角ρ'
外螺纹中径
d2/mm
,T min ,T s 三项为根据
夹紧范围齿带厚度 D t mm mm 8～12 10～16 12～22 16～27 23～35 30～45 32～50 40～60 0.4～0.6 拧紧扭矩 N·m max 2 保证扭矩 N·m max 2.4 密封压力 Mpa 1.4 0.7 50～70 0.5～1.5 3 60～80 70～90 80～100 90～110 100～120 110～120 120～140 130～150 140～160 8～10 根据管接头结构 10～12 、软管材料、密封介质及其压力0.6 12～16 确定，并不大于 16～25 保证扭矩 19～29 3.6 0.3 B型为6 C型为2.6 计算预紧力已知预紧力 N N 1747.15544 10000 计算扭矩T0 N·m 28.61794596 M 2M t r Q t 0.15 d 按右边公式计算已知Q（kN）计算M（N·m）已知M （N·m）计算Q（kN） 169.83708 220.000004 90 69.4788043
轴向力Q M 旋紧力矩 d 螺栓直径 t 螺距μ 摩擦系数 r=d/2 Nm mm mm 螺纹和螺母之间的摩擦系数μ =0.15。
螺栓的锁紧力矩研究和计算方法
•返冋上层按下列公式确定最小破坏扭矩：“3” = fBtnia ■ 式中・叽=兀/16 •圮i・rT=X * a j其中‘M血》, lit小破坏扭矩（见表2）tT B—扭转强度；Wp——抗扭截面模数｝d唤一外螺纹小径最小值，%—抗拉强度IX——强度比r/a k（见表1）.表1强度比X表2量小破坏扭矩手握扳手拧紧螺丝，手到螺丝的距离X所用的力就是锁紧力矩。
ASME标准接口螺纹G1”表示是1英寸的管螺纹，表示螺纹的内孔通径的公称尺寸是1英寸（25.4毫米）两个点是英寸的代号。
管螺纹是位于管壁上用于连接的螺纹，有55度非密封管螺纹和55度密封管螺纹。
主要用來进行管道的连接，使其内外螺纹的配合紧密，有直管和锥管两种。
常见的管螺纹主要包括以下儿种：NPT、PT、G等。
1）N PT是National （American） Pipe Thread的缩写，属于美国标准的60度椎管螺纹,用于北美地区，国标查阅GB/T12716-1991o2）P T （BSPT）是Pipe Thread的缩写，是55度密封圆锥管螺纹，属于惠氏螺纹家族，多用于欧洲及英联邦国家,常用于水及煤气管行业，锥度1:16,国标査阅GB/T7306-2000。
国内叫法为 ZG.。
3）G是55度非密封管螺纹，属惠氏螺纹家族。
标记为G代表圆柱螺纹。
国标査阅GB/T7307-2001□UNF是United Fine Thread,即英制细牙螺纹。
UNC：统一粗牙螺纹螺纹联接的拧紧力矩计算M t=K XPoXdX 1O~3 N.mK:拧紧力系数d：螺纹公称直径P。
：预紧力PjhOoXd As也町由下面表查出A,=n xd?/4 山螺纹部分危险剖面的计算直径4= （d2+d3）/2 d尸di-H/6 H：螺纹牙的公称工作高度% =（05〜07） Q 6 ——螺栓材料的屈服极限N/mm‘ （与强度等级相关，材质决定）K值査表：（K值计算公式略）CT S査表:A$査表:通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示:钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8. 5.6、6.8、8.8、98、10.9, 12.9等10余个等级，其中8.8 级及以上螺栓材质为低碳介金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，芷余通称为普通螺栓。
M24高强度螺栓拧紧力矩计算说明
M24高强度螺栓拧紧力矩计算说明计算拧紧力矩的计算公式为： T=K*F*d式中d ——螺纹公称直径，mm ； F ——预紧力，N ； K ——拧紧力系数；根据上表及实际情况可知，K 取0.22 。
预紧力的计算：预紧力的大小需根据螺栓组受力的大小和连接的工作要求决定。
设计时首先保证所需的预紧力，又补应使连接结构的尺寸过大。
一般规定拧紧后螺纹连接件预紧应力不得大于其材料的屈服点σs 的80% 。
对于一般连接用钢制螺栓F 计算公式为：碳素钢螺栓 F=(0.6~0.7) σs A s ; ① 合金钢螺栓 F=(0.6~0.7) σs A s ; ② 高强度螺栓 F=(0.6~0.7) σs A s ; ③根据实际情况，此处选用公式③进行计算。
式中 σs ——螺栓材料的屈服点，MPa ； A s ——螺栓公称应力截面积，mm 2； 详细计算如下：A s =2322d d 4⎪⎭⎫ ⎝⎛+π ④ d 3=P123d 1-⑤式中 1d ——外螺纹小径，mm ； 2d ——外螺纹小径，mm ；3d ——外螺纹小径，mm ；P ——螺距，mm查资料可知，M24高强度螺栓1d =20.752mm ，2d =22.051mm ，由式⑤可得3d =20.317mm ；σs =900MPa ；则代入公式④，可得A s =353mm 2代入公式③，可得预紧力为 F=222~254 kNM24高强度螺栓的拧紧力矩为： T=K*F*dK=0.22 ，F=222~254 Kn ，d =24 mm ； 则 T= 1172~1341 NmPS:上述为理论计算值，考虑到实际使用及国内生产情况，实际拧紧力矩应比理论计算值偏小。
螺栓最大扭紧力矩计算
螺栓最大扭紧力矩计算一、背景安装时对于一般的零件装配;靠操作者在扭紧时的感觉和经验来拧紧螺栓就已经能满足安装要求..但对于重要的联接;就需提供具体的扭紧力矩值来保证产品质量与安全..针对这一问题;现参考机械设计手册及相关的机械设计资料;对螺栓的最大扭紧力矩进行详细的分析计算;并把不同等级不同规格的螺栓的最大扭紧力矩计算结果列成表格;供参考使用;为安装现场提供准确的扭紧力矩依据..二、分析计算拧紧螺栓需要的预紧力矩T＝KFd×10-3N.m1. K——扭矩系数..K值大小主要与螺纹副摩擦、支承面摩擦有关;K＝0.15～0.2;加润滑油的可达0.12..根据机械设计濮良贵主编建议;按K＝0.2计算..2. F——预紧力N拧紧后螺纹连接件的预紧力F不得超过其材料屈服极限的80％;推荐按以下关系式确定F..螺栓：F≤0.6～0.7σs A1；不锈钢螺栓：F≤0.5～0.6σs A1 ;即F≤K1σsA1;螺栓K1取0.6;不锈钢螺栓K1取0.5..1σs——对应等级螺栓的材料屈服极限MPa需查表2A 1——螺栓危险截面的面积;单位mm 2根据机械设计濮良贵 主编;危险截面按螺栓小径d 1计算;即 A 1＝1/4×π×d 12故F ≤K 1σs A 1＝K 1σs ×1/4×π×d 12 N3. d ——螺栓螺纹外径mm由以上分析;综合得 T=KFd ×10-3≤K ×K 1×σs ×1/4×π×d 12×d ×10-3 ＝1/4×K ×K 1×σs ×π×10-3×d 12×dN.m即螺栓最大扭紧力矩T max =1/4×K ×K 1×σs ×π×10-3×d 12×dN.m 三、扭紧力矩值表相同外径的粗牙螺栓对应一种螺栓小径;而相同外径的细牙螺栓存在几种螺栓小径..其中细牙螺栓优选规格如下：注：P——螺距根据螺栓最大扭紧力矩Tmax计算公式;分别计算出不同规格螺栓最大扭紧力矩值Tmax ..以下列出常用的Tmax供设计使用..注：对于细牙螺栓;选用细牙螺栓优选规格计算..四、参考文献1 机械设计手册新版第2卷．王文斌主编——北京：机械工业出版社;2006年4月第3版..2 机械设计．刘迎春主编——北京：高等教育出版社;2004年4月第1版..3 机械设计．濮良贵主编——北京：高等教育出版社;1996年5月第6版..。
螺钉预紧力计算
0.8
橡胶
0.9
#N/A
N mm
mm
④在高温工作下的紧螺栓连接
3 螺纹紧固件的材料、性能等级和许用应力
松螺栓联接时， 取：[s]=ss/S， S=1.2～1.7。
许用应力及 安全 系数 被联接件材
料 钢
铸铁
许用剪切和挤压应力及安全系数
剪切
挤压
许用应力
S
许用应力
[t]=σs /S
2.5
[σp]=σs /S
2 ①不受工作载荷的紧螺栓连接
5.153
σe 预紧力F
351 13217.89
校核的目的与安全系数对比
S=σs/[σ]
②受横向工作载荷的紧螺栓连接
挤压强度条件σp 剪切强度条件τ 螺栓所受工作剪力Fs 螺栓抗剪面直径（螺栓光杆直径）d0 螺栓抗剪面数目 螺栓杆与孔壁接触受压的最小长度
[σp] [τ]
例如：M6 12.9级 抗拉强度极限sb /MPa 屈服强度极限ss /MPa
1 松螺栓连接，只有在承受载荷时才受力；
σ=4F/3.14*d1*d1≤[σ]=σs /S F=σs /s*3.14*d1*d1/4
1200 1080
635.2941176 13242.34126
所承受的工作载荷F 螺纹小径d1 mm
σp=Fs/(d0*h)≤[σp] τ=4Fs/（3.14*d0*d0*m）
③受轴向工作载荷的螺栓连接
总拉力F0
F0=F11+F
F0=F+（C1/C1+C2)*F
预紧力F1剩余预紧力F11Fra bibliotek工作拉力F
螺栓的相对刚度
垫片材料（被连接件为钢铁时）
拧紧力矩的计算方法
拧紧力矩的计算方法力矩是物体绕轴产生的旋转效果的物理量。
在力矩计算中，拧紧力矩是指施加在旋转装置上的力矩，用于将螺纹连接件或紧固件拉紧或拧紧。
拧紧力矩的准确计算对于确保连接件的安全和可靠非常重要。
下面将详细介绍拧紧力矩的计算方法。
一、基本概念1.螺距：螺纹的一圈所占的长度。
2.老化系数：由于紧固件在使用过程中会发生一定程度的变形和老化，因此需要考虑老化系数，通常取为0.9-1.0。
3.系数k：将螺母和螺栓摩擦系数、螺纹摩擦系数、松动系数等综合考虑后的修正系数，通常取0.13-0.284.一次紧固力矩：将连接件拧入初始接触时所施加的最小力矩，通常取设计力紧固力矩。
5.一次紧固法：是将螺纹连接件在一次拧紧中就拧紧到位。
6.预紧力：一次紧固力矩所产生的力矩。
7.一次调整紧固力矩：是将连接件拧入初始接触后，再逐次增加力矩使连接件达到设计要求的方法。
1.一次紧固法：一次紧固法是在将连接件安装到位之前，直接施加设计力紧固力矩。
计算方法如下：拧紧力矩=预紧力×螺距/（2π）在使用一次紧固法计算拧紧力矩时，需要考虑以下几个因素：（1）焊锡对拧紧力矩的影响：如果在连接件上有熔化焊锡时，需要根据焊锡的摩擦因数来修正拧紧力矩。
（2）锁紧涂层对拧紧力矩的影响：如果连接件上有涂有锁紧涂层，需要根据涂层的摩擦因数来修正拧紧力矩。
（3）摩擦因数的选择：根据连接件的材料和摩擦面的润滑状态，选择合适的摩擦因数。
（4）松动防止设计：根据连接件的应用和要求，选择适当的松动防止设计。
2.一次调整紧固法：一次调整紧固法是在将连接件拧入初始接触后，逐次增加力矩使连接件达到设计要求。
计算方法如下：拧紧力矩=预紧力×螺距/（2π）×老化系数×系数k在使用一次调整紧固法计算拧紧力矩时，需要考虑以下几个因素：（1）松动防止设计：根据连接件的应用和要求，选择适当的松动防止设计。
（2）螺纹连接件初始接触的力矩：根据连接件的尺寸和材料，选择合适的一次紧固力矩。
常用高强度螺栓预紧力和拧紧扭矩
常用高强度螺栓预紧力和拧紧扭矩预紧力Fv(kN)及扭紧力矩MA(N·m)螺纹直径螺栓的性能等级直径d mm螺距p mm8.810.9Fv(kN)MA(N·m)Fv(kN)MA(N·m)M12 1.754510055110M16270230100320M20 2.5110455155590M2431557752251000M30 3.525015703352100此表为参考建议,计算方式决定扭紧力矩见下面公式。
请注意国产10.9s高强度螺栓部分扭矩此表数据会偏高一些。
Tightening torques and prestressing force for HV andHVP10.9s国际标准Thread diameter d M12M16M20M22M24M27M30Hold diameter13172123252831Required Prestressingforce Pv[kN]50100160190220290350Ma1) [N.m]MoS2lubricated10025045065080012501650 slightly oiled120350600900110016502200Prestressing force Pv2)[kN]601101752102403203901)Torque to be applied with torque spanners2).Prestressing force to be applied with impact wrenches计算方式决定施工高强度螺栓扭矩：Ma=1.1k Pv d式中：k---扭矩系数，此数据由高强度螺栓制造商提供或在安装前实验得到。
通常k=0.11-0.15,详细数据见供货商的质量报告。
Pv---高强度螺栓预拉力，[kN]；d---高强度螺栓直径，mm。
如何确定机螺丝的紧固力矩关于如何紧固螺栓和螺母的文章已经有很多，但如何恰当地紧固机螺丝（Machine Screws）的文章较少。
螺栓力矩计算
A21钳体总成与钳支架(M10*)螺栓拧紧力矩计算紧固扭矩与预紧力的关系式。
弹性区内紧固扭矩与预紧力的关系见式(1)。
T,= KP,d式中：T紧固扭矩，N ·m;K扭矩系数；F.——预紧力，N;0螺纹公称直径。
m。
1.扭矩系数K见下表：K=螺纹摩擦系数(m)、支承面摩擦系数(uw)与扭矩系数(K) 的对照表b)细牙螺纹、六角头螺栓、螺母严w A 0.080.100.12 0.150.200.250.300.350.400.45K0.08 0.10 0.12 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.450.1100.1210.1320.1480.1750.2020.2290.2560.2830.3100.1230.1340.1450.1610.1880.2150.2420.2690.2960.3230.1550.1470.1570.1740.2010.2280.2550.2820.3090.3360.1360.1660.1770.1930.2200.2470.2740.3010.3280.3560.1870.1980.2090.2250.2520.2790.3060.3340.3610.3880.2190.2300.2410.2570.2840.3120.3390.3660.3930.4200.2520.2630.2730.2900.3170.3440.3710.3980.4250.4520.2840.2950.3060.3220.3490.3760.4030.4300.4570.4840.3160.3270.3380.8540.3810.4080.4350.4620.4900.5170.3480.3590.3700.3860.4130.4400.4680.4950.5220.5492. μa及μw见下表，均取A.1 常用葱纹摩擦系数(见表A.1)表A1 觉用蝶丝原指系数填栓，燃们黑柱表面须盖层娜改，螺母财料及表所重签屋碍就址润洲刻割，无程隳孔制，瞬酸读0.08 0.14钠铁，土烟码L骤导第，件骨诗理A.2室用支掉监率源4表4.2常用支撑置罩批系数→。
工程机械螺栓拧紧力矩
工程机械螺栓拧紧力矩
工程机械螺栓拧紧力矩是指在安装螺栓时，需要施加的力矩大小，以确保螺栓能够达到规定的预紧力和防松效果。
螺栓拧紧力矩的大小受到多种因素的影响，如螺栓的材料、直径、螺距、表面处理、润滑情况、环境温度等。
一般来说，螺栓拧紧力矩的大小可以通过以下公式计算：T = K × F × d
其中，T 表示拧紧力矩，单位为牛·米（N·m）；K 表示拧紧力矩系数，根据螺栓的材料和表面处理情况而定；F 表示螺栓的预紧力，单位为牛（N）；d 表示螺栓的直径，单位为毫米（mm）。
在实际应用中，螺栓拧紧力矩的大小通常需要根据具体的工程机械设备和螺栓规格进行确定。
一般来说，可以参考设备制造商提供的技术手册或相关标准来确定螺栓拧紧力矩的大小。
在拧紧螺栓时，需要使用适当的工具和方法，以确保螺栓能够达到规定的预紧力和防松效果。
同时，还需要注意螺栓的拧紧顺序和拧紧角度，以避免螺栓受力不均或出现松动等问题。
总之，工程机械螺栓拧紧力矩是确保工程机械设备安全可靠运行的重要因素之一，需要在设计、制造、安装和维护等各个环节进行严格控制和管理。
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螺栓预紧力对照表
强度等级
4.8
6.8
8.8
10.9
12.9
最小破断强度
392 Mpa
588 Mpa
784 Mpa
941Mpa
1176 Mpa
材质
一般构造用钢
机械构造用碳钢
铬铝合金钢
镍铬铝合金钢
镍铬合金钢
螺栓
对边mm
扭距值N.m
M6
11
6～12
M8
13
8～15
16～30
M10
17
18～30
36～63
螺栓拧紧力矩查询和预紧力计算
螺栓规格
拧紧力矩（牛.米）
性能等级5.6
性能等级8.8
性能等级10.9
M6
5-7
6-10
11-14
M8
12-15
19-24
22-29
M8×1
14-18
21-28
24-31
M10
24-30
35-47
43-53
M10×1.25
28-32
41-53
48-59
M10×1
30-36
42-54
51-58
M12
42-53
60-72
80-101
M12×1.5
44-56
66-82
88-107
M12×1.25
47-60
72-85
94-114
M14
72-87
96-126
144-175
M14×1.5
80-96
106-132
160-204
M16
108-127
156-200
199-234
M16×1.5
116-144
168-204
214-252
M18
156-180
192-226
240-260
M18×1.5
162-192
204-240
250-300
M20
216-243
312-372
384-439
M20×1.5
240-264
324-384
433-480
另外还可以根据T=kDF来计算拧紧扭矩，其中，k是扭矩系数，D是公称直径，F是螺栓预紧力。
2、表中锁紧力矩为最大值；实际工作时，建议锁紧力矩为表中数据×（70~80）%。
M48
75
2254
3430
3920
5592
6664
M52
80
2744
4116
4704
6573
8330
M56
85
3528
5149
5978
8437
10290
M60
90
4018
5978
7742
10791
13230
M64
95
4998
7448
8820
M68
100
5684
8526
10780
M72
105
6468
9800
1764
M30
46
588
882
1225
1962
2352
M33
50
735
1127
1470
2060
2450
M36
55
980
1470
1764
245
2156
2943
3626
M42
65
1519
2352
2744
3826
4606
M45
70
1764
2744
3136
4415
5390
12642
M76
110
7350
10780
14710
M80
115
8143
12250
18130
M85
120
8820
13720
22050
M90
130
10584
16170
24500
M100
145
13720
20090
M110
155
16366
24990
M120
175
19894
29890
M125
180
注：1、上表为德国工业标准；表中扭矩值为螺栓达到屈服极限的70%时所测定；
M12
19
30～47
70～110
M14
22
69
98
137
165
225
M16
24
98
137
206
247
363
M18
27
137
206
284
341
480
M20
30
176
296
402
569
480
M22
32
225
333
539
765
911
M24
36
314
470
686
981
1176
M27
41
441
637
1029
1472