紧固件螺纹摩擦系数试验方法
螺栓摩擦系数测试作业指导书 范本 图文
6.测试标准
螺栓摩擦系数测试作业指导书 螺母摩擦系数测试作业指导书 螺纹分析系统（检测仪及软件）、标准螺母/垫片及测试模块
4.使用环境
测试环境温度：10～35℃； 测试样件：表面处理后至少24小时； 测试原则：试验模块和零件只能使用一次
3.使用器具/工装
5.操作方法
1.目的 使用YJZ-M500E高强螺栓摩擦系数检测仪，检测紧固件的紧固性能和测量经过表面处理的螺栓/螺栓的摩擦系数。
2.使用人员
相关人员、实验室试验员、技术人员
图1：打开电源总开关图2：打开左侧控制器柜门
图3：打开驱动器电源
5.4 打开驱动器电源后，再打开电脑电源开关，待系统启动后再打开电脑桌面测试软件（如图4所示）。
5.5 电脑打开后，再打开控制柜面板上的设备电源开关（如图5所示）。
5.6 安装测试样件。
用相应的测试螺栓、螺母、垫片及相应的测试模块。
（如图6所示）。
图4：打开电脑及测试软件图5：打开设备电源图6：安装测试样件
5.1 使用前确保电源正常连接。
确认后先打开控制柜右侧的供电单元总开关（如图1所示）。
5.2 供电单元总开关打开后，再按压控制柜左侧的锁扣按钮（如图2所示）。
5.3 打开柜门后，再打开驱动器电源开关（如图3所示）。
螺纹分析系统操作指导书
责任部门页码
********限公司
文件编号版次制定日期修订日期总电源
单元总开
按压锁驱动器电源开关电脑电源开
设备电源开总电源指示安装试。
螺纹副的摩擦系数
螺纹副的摩擦系数
螺纹副的摩擦系数是描述螺纹联接中摩擦力大小的参数。
螺纹副是一种常见的机械连接方式，例如螺栓和螺母的连接。
摩擦系数影响了螺纹副的紧固性能和力学性能。
以下是螺纹副摩擦系数的详细介绍：* 静摩擦系数
描述螺纹在静止状态下的摩擦力大小。
它是当螺纹开始运动之前的摩擦系数。
* 动摩擦系数
描述螺纹在运动状态下的摩擦力大小。
一旦螺纹副开始运动，静摩擦系数不再适用，而动摩擦系数取代其作用。
* 影响因素：
* 表面质量：表面光滑度和润滑情况会影响摩擦系数。
更光滑的表面和适当的润滑通常可以减小摩擦。
* 材料特性：螺纹和螺母材料的硬度、表面处理以及涂层都会影响摩擦系数。
* 紧固力：摩擦系数通常是在一定的紧固力下进行测试和规定的，因此紧固力的变化也可能导致摩擦系数的变化。
* 测试方法：摩擦系数的测定通常通过实验方法进行，采用特定的试验装置和设备，模拟螺纹副的工作条件来获得摩擦系数。
* 重要性：摩擦系数直接影响螺纹副的紧固力和转矩传递效率。
了解和控制摩擦系数是确保螺纹联接正常工作的关键。
在工程实践中，摩擦系数的选择通常需要考虑特定应用的要求，包括安全性、耐久性和紧固力的可控性。
根据实际情况，可能需要进行试验和调整以获得最佳的摩擦性能。
1。
紧固件摩擦系数试验方法
紧固件摩擦系数试验方法1 范围本技术规范规定了碳钢和合金钢米制螺纹紧固件摩擦系数测试试验条件、方法和数据统计要求。
本技术规范只适用于碳钢和合金钢米制螺纹紧固件，螺纹规格范围为M4‐M39的螺栓和螺母。
紧固件机械性能分别满足GB/T 3098.1、GB/T 3098.2中紧固件等级的要求。
除非客户另有要求，本试验应在室温下进行。
2 规范性引用文件下列标准对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误内容）或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究使用这些文件最新版本的可能性。
下列标准对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误内容）或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究使用这些文件最新版本的可能性。
GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母3 术语和定义下列术语与定义适用于本标准。
拧紧扭矩：指拧紧螺栓或螺母时所用的扭矩。
轴向力：指拧紧螺栓或螺母时，作用在其上的拉伸力。
螺纹摩擦系数：指螺栓或螺母内外螺纹相互接触部分的摩擦系数。
端面摩擦系数：指被旋转部分（螺栓或螺母头部）和垫片或被紧固的物体接触面之间的摩擦系数。
总摩擦系数：理论上假设螺纹摩擦系数和螺栓或螺母支撑面摩擦系数相等时，按公式1计算所得的摩擦系数。
螺纹扭矩：拧紧过程中，通过啮合螺纹作用于螺纹部分的扭矩。
端面扭矩：拧紧过程中，通过端面作用于被连接件之间的扭矩。
4 代号与含义标准使用的代号和含义或名称，见表1。
表1 代号与含义符号含义或名称单位d 螺栓公称直径mmD 螺母公称直径mmd2螺纹中径mmd h垫片或支撑板的孔径mmD b螺母或螺栓头下支撑面摩擦直径mmD0支撑面外径d wmin或d kmin （见产品标准）mmF 轴向力NP 螺距mmT 拧紧扭矩N.mT b端面摩擦扭矩N.mT th螺纹扭矩 N.mμb端面摩擦系数μth螺纹摩擦系数μtot总摩擦系数5 试验原理使用专业设备将螺栓或螺母以规定的速度拧紧到标准要求的扭矩或轴向力值，得到拧紧扭矩、螺纹或头部扭矩和轴向力的数值，在假设螺纹摩擦系数和螺栓或螺母支撑面摩擦系数相等时通过公式1计算出螺栓或螺母的总摩擦系数。
紧固件摩擦系数试验方法-中国汽车工程学会标准
《紧固件摩擦系数试验方法》编制说明（标准送审稿）a．工作简况1、任务来源本标准依据中国汽车工程学会2014年12月12日印发中汽学函[2014]73号《中国汽车工程学会技术规范起草任务书》/任务书编号2014-3制定，标准名称《紧固件摩擦系数试验方法》。
本标准主要完成单位：上海汽车集团股份有限公司乘用车公司、泛亚汽车技术中心有限公司、神龙汽车有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、上汽大众汽车有限公司、一汽-大众汽车有限公司、浙江吉利汽车研究院有限公司、北京宝沃汽车有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、北京新能源汽车股份有限公司、北京汽车股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、一汽轿车股份有限公司、菲亚特克莱斯勒亚太投资有限公司、福特汽车工程研究（南京）有限公司、东风商用车有限公司、南通申海工业科技有限公司、浙江捷能汽车零部件有限公司、麦德美乐思科技（苏州）有限公司、美加力新能源科技（海安）有限公司、宁波敏达机电有限公司、恩欧富涂料商贸（上海）有限公司、上海孜孜科技有限公司、上海热策电子科技有限公司。
2、主要工作过程2015年12月由上海汽车集团股份有限公司乘用车公司向中国汽车工程学会（以下简称中汽学会）提出制定《紧固件摩擦系数试验方法》标准的申请，2016年1月成立了标准工作组，提出撰写思路并进行分工。
标准工作组于2016年3月在上海召开了标准启动会，会议确认了标准工作计划、撰写大纲、章节目录和工作分工。
2016年7月，标准工作组组织召开紧固件摩擦系数研讨会。
2016年10月-2017年4月，标准工作组完成了标准零件的准备工作。
2017年4月中旬，标准工作组在昆山进行了标准试验方案讨论会议。
2017年5月-2017年6月，标准工作组完成相关实验验证和统计工作，并完成标准定稿版本。
2017年7月，标准工作组在无锡进行了标准定稿的评审。
2017年10月，向中国汽车工程学会提交标准送审稿。
紧固件摩擦系数-概述说明以及解释
紧固件摩擦系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方式编写：在紧固件设计和应用中，摩擦系数是一个十分重要的参数。
摩擦系数是指在两个表面接触并相对滑动时所产生的摩擦力与正压力之比。
它不仅会影响到紧固件的性能和可靠性，也会对装配过程和使用寿命产生重要的影响。
在工程实践中，选择合适的摩擦系数对于确保紧固件的工作正常以及减少因松动或脱落而引起的潜在危险十分重要。
低摩擦系数可确保紧固件在正常工作条件下保持稳定，而高摩擦系数则可以提高紧固件的保持力。
然而，摩擦系数的确定并不是一个简单的过程。
它受到多种因素的影响，包括材料的选择、表面处理、润滑条件等。
因此，在设计和选择紧固件时，需要综合考虑各种因素以确定最合适的摩擦系数。
本文将从紧固件的定义和分类开始，介绍摩擦系数的概念和作用，深入探讨影响紧固件摩擦系数的因素，并介绍常用的测试方法。
最后，我们将总结摩擦系数对紧固件性能的影响，探讨摩擦系数的优化方法，以及紧固件摩擦系数在不同应用领域中的具体应用。
通过对紧固件摩擦系数的研究，我们可以更好地理解该参数的重要性和潜在价值，为紧固件的设计和选择提供科学依据。
综上所述，本文旨在全面介绍紧固件摩擦系数及其相关内容，希望能够对读者在紧固件设计和选择方面提供有益的参考和指导。
文章结构部分的内容为：1.2 文章结构本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
（1）引言部分主要包括概述、文章结构、目的和总结四个方面。
概述部分对紧固件摩擦系数的重要性进行了简要介绍，并引出了摩擦系数对紧固件性能的影响。
文章结构部分向读者介绍了文章的整体结构，包括引言、正文和结论三个部分，并简要描述了每个部分的内容。
目的部分明确了本文的研究目标，即探讨紧固件摩擦系数的定义、影响因素、测试方法，以及摩擦系数对紧固件性能的影响和优化方法。
总结部分提前总结了文章的主要内容和结论。
（2）正文部分是本文的核心内容，主要包括紧固件的定义和分类、摩擦系数的概念和作用、影响紧固件摩擦系数的因素，以及紧固件摩擦系数的测试方法。
螺纹的摩擦系数
螺纹的摩擦系数摩擦系数的定义摩擦系数是描述两个物体之间相互接触时阻碍相对运动的力量大小的物理量。
在实际应用中，我们常常需要了解不同材料或表面之间的摩擦性能，以便选择合适的材料、设计有效的机械结构或优化工艺。
螺纹与摩擦系数螺纹是一种常见的机械连接方式，广泛应用于各种机械设备和结构中。
螺纹连接在工程中具有重要作用，其紧固效果和可靠性与螺纹摩擦系数密切相关。
螺纹连接包括内螺纹和外螺纹两部分，在紧固过程中，由于螺纹表面间存在接触，并且存在一定程度的相对滑动，因此摩擦力会对连接紧固力产生影响。
而摩擦系数就是描述这种影响大小的物理量。
影响螺纹摩擦系数的因素1. 材料特性不同材料之间的接触会产生不同的摩擦系数。
通常情况下，金属与金属之间的摩擦系数较低，而金属与非金属之间的摩擦系数较高。
这是因为金属表面具有较好的光洁度和平整度，而非金属表面则相对粗糙，容易产生更大的接触面积和摩擦力。
2. 表面处理表面处理是改善螺纹连接摩擦性能的重要手段之一。
通过采用磨削、抛光、镀涂等工艺，可以提高螺纹表面的平整度和光洁度，减小表面粗糙度，从而降低螺纹连接的摩擦系数。
3. 润滑方式润滑剂可以在螺纹接触处形成一层液体或固体薄膜，减小接触面积和摩擦力。
液体润滑剂如机油、液压油等常用于工业领域；固体润滑剂如石墨、聚四氟乙烯（PTFE）等常用于高温或特殊环境下。
如何测量螺纹摩擦系数螺纹摩擦系数的测量通常采用力学方法，常见的有以下几种方式：1. 拉伸法将两个螺纹连接件固定在拉伸试验机上，通过施加拉力使其相对滑动，并同时测量施加的力和位移，从而计算出摩擦系数。
2. 剪切法将两个螺纹连接件固定在剪切试验机上，通过施加剪切力使其相对滑动，并同时测量施加的力和位移，从而计算出摩擦系数。
3. 转矩法将螺纹连接件安装在转矩传感器上，通过施加一定的转矩使其相对滑动，并同时测量施加的转矩和角位移，从而计算出摩擦系数。
应用案例：螺栓紧固力计算螺栓紧固是一种常见的工程应用中使用到螺纹摩擦系数的情况。
020测量螺纹紧固件的摩擦系数
8螺纹紧固件摩擦系数的测量及应用神龙汽车有限公司 刘建文 佘东晓摘要 本文主要对螺纹紧固件的摩擦系数的概念和测量方法作了重点介绍，并结合实际经验对试验过程中应注意的问题作了说明；然后阐述了在使用扭矩拧紧法时，摩擦系数值在拧紧工艺设计中的应用。
关键词 螺纹紧固件 摩擦系数 扭矩拧紧法1 前言我们知道，在汽车装配中，螺纹紧固件装配的质量将直接影响整车的装配质量和行驶的可靠性。
而要保证螺栓的可靠服役，必须在装配时要保证有适当的轴向夹紧力。
目前在装配工艺上最经济可行的方法是通过控制扭矩来间接实现对轴向夹紧力的控制。
但是扭矩和轴向夹紧力的关系受到螺纹联接副摩擦条件的直接影响。
如果联接副的摩擦状况存在较大的散差，我们得到的轴向力必然比较分散，系统的可靠性得不到保障。
于是我们可以通过测量扭矩系数来评价螺纹联接副的摩擦条件。
但是扭矩系数是一个由整个螺纹联接副的摩擦条件以及它们的几何形状共同决定的经验系数，本身变化的范围就很大，不具备通用性。
随着我们对拧紧控制的要求越来越严格，扭矩系数表现出了一定的局限性，并且我们现场装配的扭矩控制精度正得到逐步提高，这些都使得我们有可能，也有必要运用更准确，更严格的方法来评价螺纹联接的摩擦条件。
测定螺纹紧固件的摩擦系数就是这样一种方法。
不象扭矩系数，摩擦系数是一个明确的物理概念，它是摩擦力与正压力之间的比值，也可以理解为一个材料常数，当摩擦面的材料，表面处理状态，和润滑条件确定后，摩擦系数也就确定下来。
但是表观摩擦系数与零件表面状态和制造公差有关。
摩擦系数的测量必须在一定的基准条件下进行，才能保证有良好的重复性。
它的结果并不直接用于指导现场拧紧装配，而是为了确保每一批螺栓（螺母）的摩擦系数都稳定在一个水平上，从而达到最终装配质量稳定和可靠的目的。
2 摩擦系数的测量2.1 试验装夹方式装夹方式见图1、图2所示。
2.2 计算公式通常我们测量扭矩系数K 的计算公式为： Fd CK ⋅=（1）9式中，C 为扭矩，F 为轴向夹紧力,d 是螺纹的名义直径。
紧固件摩擦系数试验
紧固件摩擦系数试验紧固件摩擦系数试验是工程领域中常用的一种测试方法，用于评估紧固件与接触面之间的摩擦特性。
摩擦系数是指两个物体相互接触时，表面之间产生的摩擦力与垂直于接触面的压力之比。
摩擦系数的大小直接影响到紧固件的使用寿命和工作性能。
本文将介绍紧固件摩擦系数试验的方法、应用及相关注意事项。
一、试验方法紧固件摩擦系数试验通常采用平板试验法。
具体步骤如下：1. 准备工作：选择适当的试验设备和材料，确保试验台面平整清洁。
2. 安装紧固件：将待测试的紧固件安装在试验设备上，确保紧固件与试验面之间的接触紧密。
3. 施加压力：通过试验设备施加一定压力，使紧固件与试验面之间产生摩擦。
4. 测量力值：通过力传感器等设备测量产生的摩擦力和垂直于接触面的压力。
5. 计算摩擦系数：根据测得的数据，计算出紧固件摩擦系数。
二、试验应用紧固件摩擦系数试验主要用于以下方面：1. 产品开发：在产品设计阶段，通过摩擦系数试验评估不同材料和涂层的摩擦性能，选择最合适的紧固件材料。
2. 质量控制：在生产过程中，对紧固件进行摩擦系数试验，确保产品质量的稳定性和一致性。
3. 故障分析：在产品使用中，通过摩擦系数试验分析故障原因，找出摩擦系数异常的紧固件，进而改进产品设计和生产工艺。
三、注意事项在进行紧固件摩擦系数试验时，需要注意以下几点：1. 试验环境：保持试验环境的稳定性，避免外界因素对试验结果的影响。
2. 试验条件：控制试验条件的一致性，如温度、湿度和压力等，以确保试验结果的准确性和可比性。
3. 材料选择：选择与实际使用环境相符的试验材料，以获得更准确的试验结果。
4. 试验数据：对试验数据进行充分记录和分析，确保结果的可靠性和可重复性。
5. 安全防护：在试验过程中，注意安全防护，避免操作人员受伤或设备损坏。
紧固件摩擦系数试验是一项重要的试验方法，对于评估紧固件的摩擦特性具有重要意义。
通过准确的试验方法和数据分析，可以为产品设计和质量控制提供有效依据，提高产品的可靠性和性能。
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螺纹紧固件的功能，通过施加一定的扭矩，在螺栓上产生相应的预紧力（F），保证被连接牢固的联接在一起不松动，同时又可拆卸以便于维修。
预紧力的大小是保证连接质量的重要因素，而影响预紧力的主要因素除了使用的工具及拧紧方法外就是紧固件本身的摩擦系数。
摩擦系数有明确的物理意义，可理解为一个材料常数，当摩擦面的材质、表面状态和润滑条件确定后，摩擦系数也就随之确定。
那么标准中提到不同的试验条件、不同的试验方法对试验结果是否有影响呢？以下试验以IS0 16047标准中要求的不同状态进行对比测试。
试验设备
ISO 16047标准中要求试验设备应满足：能够应用扭紧扭矩和用自动或手动旋转螺帽和螺栓头部，显示精度值要求±2%，角度的测量精度要求必须达到显示值的±2°或±2%。
为了达到仲裁的目的，扭紧时使用能控制的动力工具并控制旋转速度保持恒定。
测量结果能以电子记录方式记录。
本文所有试验结果均使用衡翼HYtest多功能螺栓紧固分析系统。
此实验测试机传感器精度均为0. 5%，符合《ISO 16047—紧固件的扭矩/夹紧力测试标准》中的试验测试机要求。
试验机周期对传感器进行标定。
试验过程中影响摩擦系数结果因素
1.试验螺母对摩擦系数结果的影响
ISO 16047标准中，检测螺栓使用的标准螺母处要求和被测螺栓等级对应外，对标准试验螺母的表面状态有有两种要求：
（1）未镀层表面平整并脱脂处理。
⑵锻锌要求按照ISO 4042并脱脂处理。
试验方案：试验采用M10×1.5×45 9.8级镀锌并涂封闭剂六角头螺栓，平均镀层厚度为9.3μm；试验速度为30r/min，拧紧到30Nm，其它试验状态一致，试验各做5组数据。
试验采用相同等级螺母，第一组试验螺母采用未镀层表面平整并脱脂处理，螺母公差6H，试验数据见表1。
第一组试验螺母按照ISO 4042镀锌并脱脂处理，镀层厚度为8.6μm，螺母公差6H，试验数据见表2。
从表1、表2的试验数据可以看出，无论试验过程中采用标准中要求的哪种状态螺母，试验得到的螺栓的螺纹部分摩擦系数均为0.13，两个实验结果中得到的总摩擦系数也相同，由此可见试验过程中使用标准中要求的铁基质的没有进行润滑封闭螺母对被测螺栓的摩擦系数并没有的影响。
2.试验垫片对摩擦系数的影响
ISO 16047标准中提供了两种硬度的垫片，一种是热处理到高硬度的试验垫片（HH），硬度范围为50-60HRC；另外一种是低硬度垫片（HL），硬度范围为200~300HV，见图1。
试验方案：试验采用同一批M6×1×50 9.8级六角凸缘面螺栓，试验垫片硬度分别为56.6HRC； 53.5HRC； 36.0HRC和铝制垫片，试验以30r/min拧紧到10.7Nm得到摩擦系数结果，每项试验各做5件产品得到的数据。
第一组试验垫片硬度为56.6HRC试验数据，见表3。
第二组试验垫片硬度为53.5HRC的试验数据，见表4。
.
第三组试验垫片硬度为36.0 HRC试验数据，见表5。
第四组试验垫片为铝制垫片试验数据见表6。
从试验数据可以看出，高硬度垫片（56.6HRC）和低硬度垫片（铝制）头部摩擦系数相差0.05，而在高硬度范围（50~60HRC）内的试验垫片，测得的螺栓头部摩擦系数平均值为0.09（见表3、表4），由此可见随着垫片的硬度减低（低于50HRC），螺栓头部转动时，造成垫片和螺栓头部接触部分摩擦面损伤（铝垫片比较明显），这样头部的摩擦系数就较大，从而，螺栓拧紧时头部消耗的扭矩就会增大，转化的预紧力降低。
如果紧固件头部由于摩擦较大，转动速度较快时，摩擦面产生的热量没有及时散发出去，就容易产生“粘着/跳动”现象，如图4所示。
3.试验方法对摩擦系数的影响
目前除了IS016047标准规定的试验方法外，各大汽车集团均制定企业内部的摩擦系数检测方法，如大众集团按照VW01131标准，福特集团按WZ101，标致雪铁龙采用C10054标准规定，那么不同的测试步骤对结果的影响怎么样？
以下试验试验采用不同的实验步骤及不同的设定条件对同一批M10×1.5×45 9.8级镀锌六角头螺栓进行试验。
（1）试验方法及步骤
试验先以60r/min拧紧到11Nm，停顿3s，然后以20r/min拧紧至ij45Nm，试验曲线见图5。
试验数据（5个数据平均值）。
（2）以30r/min拧紧到夹紧力28.3kN时产品的摩擦系数。
试验数据（5个数据平均值）：
从上面对比数据中可以看出：试验过程中设定扭矩或设定预紧力值，测得的摩擦系数均在同一范围内。
结论
1.在ISO 16047标准中检测摩擦系数同时提供了两种状态的标准螺栓和螺母，通过试验一中的对比，两种状态螺母（镀锌和没有任何涂层）对试验结果没有影响，在实际的检测试验中可以使用任何一种状态的螺母，但要保证试验螺栓、螺母满足公差要求。
2.在IS0 16047标准提到有高低两种硬度垫片，从试验结果看，在高硬度垫片（50-60HRC）的检测中，试验垫片的硬度对于试验结果没有太大的影响。
一般来说，随着垫片的硬度降低，所测的摩擦系数将增大，从而，影响总摩擦系数增大。
考虑到紧固件连接状态存在“软硬连接”，因此，试验垫片的选择要按照标准或客户要求进行，从而保延试验结果对使用有意义。
3.第三组试验中对比了两种不同的试验方法，同时对比了在检测摩擦系数时，设定扭矩值计算摩擦系数和设定夹紧力计算摩擦系数的结果，设定扭矩值计算摩擦系数和设定夹紧力计算摩擦系数的到的试验数据在考虑到试验的影响因素及测量误差因素，在同一范围内。
4.摩擦系数测量的主要目的是为了保障每一批供货的螺栓或螺母的摩擦条件稳定在工艺要求的范围内。
因为紧固件在设计过程中就已经确定摩擦系数及装配工艺，在实际的生产中确保产品满足要求，这样才能保证产品在装配过程及在使用环境中能够承受额定的载荷，防止问题产生。
5.在摩擦系数的测量过程中还会遇到一些其它问题，但无论什么问题均要以和客户协商的试验方法进行检测。