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。
本例中，因为没有具体的实验参数，K按上表取值。
由于螺钉拧紧在发热盘铝合金基材上，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%。
对于一般联接用的钢制螺栓，推荐的预紧力限值如下：碳素钢螺钉 F0 =（0.6~0.7）σs A s (N)合金钢螺钉 F0 =（0.5~0.6）σs A s (N)式中σs——螺钉材料的屈服强度（MPa）弹性元件固定螺钉是PM5×10，材料是SWRCH18A，类似于国产20#优质碳素结构钢，性能等级若按4.8级取值，其公称屈服强度σs =320Mpa。
A s ——螺纹公称应力截面积mm2 。
式中 d2——外螺纹中径 mmd3——螺纹的计算直径，d =d -H/6 ，其中H 为螺纹原始三角形高度 mm。
d1——外螺纹小径 mm查GB196-81《普通螺纹基本尺寸》，PM5×10螺钉的外螺纹小径 d1 =4.134mm，中径 d2 =4.480mm，螺距p=0.8mm，螺纹原始三角形高度H=0.866025404p=0.6928203232mm，所以，d =d1 -H/6=4.134-0.6928203232/6=4.01852994613mm。
由此，螺纹的公称应力截面积A s为F0 =（0.6~0.7）σs As = （0.6~0.7）×320×14.174=2721.408～3174.976（N），取最小值F0 =2721.408（N）PM5×10螺纹的拧紧力矩：T=KF0 d=0. 26×2721.408×5=353 7.3（N·mm）≈3. 5373（N·m）预紧力的大小，除了受限于螺钉材料的强度外，还受限于被联接件的材料强度。
当内外螺纹的材料相同时，只校核外螺纹强度即可。
对于旋合长度较短、非标准螺纹零件构成的联接、内外螺纹材料的强度相差较大的受轴向载荷的螺纹联接，还应校核螺纹牙的强度。
如某型产品弹性元件的固定，因螺钉连接的基材是压铸铝合金YL113，其强度远低于优质碳素结构钢20的强度，就应校核铝合金上螺纹牙型的强度，主要是螺纹材料的剪应力及弯应力。
螺纹牙型的剪应力及弯应力按如下公式进行校核：式中 F w ——最大轴向外荷载，本例中即预紧力F0 （N）D——内螺纹大径（mm）b——螺纹牙根部宽度（mm）b=0.87p=0.87×0.8=0.696mmk z——载荷不均匀系数对于本例外螺纹为钢，内螺纹为铝合金的螺纹联接， d/p=5/0.8=6.25＜8，故 =6p/d=0.96。
h——螺纹牙的工作高度，为螺纹原始三角形高度H的5/8，即z——螺纹牙数。
本例中，螺钉长度=10mm，弹簧垫圈、平垫片及R型弹簧的总厚度4mm，螺纹的旋合长度是10-4=6mm。
螺距p=0.8mm，螺纹的牙数z=6/0.8=7.5，取z=7。
[注：螺纹在铝合金中的拧入深度即旋合长度应为(1.5～2.5)d，照此计算，本例中旋合长度应为9～15mm，而实际长度是6mm，似太短]。
n——材料的安全系数。
对于在交变载荷作用下的弹性元件（反复加热——冷却过程中产生的载荷），其固定螺丝也受交变载荷的影响，其安全系数n=1.2～2.0，取较大值，则n=2.0。
YL113能够查到的性能参数是：抗拉强度σb ≥230Mpa，伸长率1%。
无疲劳极限和剪切强度。
一般伸长率要控制在0.5%以内，σs按σb/2 取值（因拉压力试验机上没有用于拉伸试验的夹具，所以σs按此取值），约为115Mpa。
从铝合金基材上截取一块试样，制作成三块截面为5.0×5.0mm的试件（第一次试验的试件截面尺寸是10.0×5.0mm，因拉压力试验机的最大压力达不到试件剪切所需的荷重而将截面减小）在拉压力试验机上做剪切试验，得到YL113的平均剪切强度τj为107.2Mpa。
于是：上述计算说明，按螺钉的材料计算的预紧力紧固螺纹时（此时的拧紧力矩即为3.5373N·m），螺纹牙型承受的剪切应力小于许用剪切压力，即在这种情况下，螺纹牙型的剪切强度是足够的。
但螺纹的弯应力远超其抗弯许用应力，其抗弯应力严重不足！因此，需按螺纹牙型的许用弯应力计算螺钉的预紧力。
即：由此推出螺钉在螺纹许用弯应力下的拧紧力矩应为：T=KF0 d= KF w d=0.26×2211.2×5=2874.56（N·mm）≈2.88（N·m）≤3.5373（N·m）以上按螺钉材料的疲劳强度、铝合金上螺纹牙型的抗弯许用应力计算出螺钉的拧紧力矩，分别是3.5373N·m和2.88N·m，应取最小值2.88N·m。
SOP上规定的弹性元件的扭矩范围是2.07～2.52N·m ，小于上述计算值2.88N·m，似嫌小。
家用电器统一使用 HIOS CL-6500PS电批，其扭矩范围是0.3～1.6 N·m，显然小于2.07～2.52N·m。
所以在打R型弹簧螺丝的工位不能使用HIOS CL-6500PS电批。
选用好帮手PRO-T55LB风批，其扭矩范围0.7～6.5 N·m，可以满足使用要求。
3、影响螺钉拧紧力矩的其它因素除了风批的扭矩范围要满足螺钉的拧紧力矩外，批头能够承受的扭矩及螺钉头部的形状对螺钉拧紧力矩的影响也非常重要，不可忽视。
本例中，批头的最大扭矩应不小于3.0 N·m。
前期我们没有注意到这个因素，用普通批头，结果出现了很多批头被打断的现象。
固定弹性元件的螺钉是十字槽盘头螺钉，螺钉头部的十字槽能够承受的扭矩较小，在如此大的扭矩下，容易将十字槽打滑槽。
这就是为什么我们有许多螺钉滑槽的原因。
如果产品结构允许，建议将十字槽加深，或采用十字槽六角头螺钉，用风批套筒固定，可以有效地避免滑槽的产生。
如果必须按螺钉材料的强度确定拧紧力矩，因为铝合金基材上螺纹的抗弯应力不够，就必须增加螺钉的长度以增加其旋合长度，即增加参与紧固的螺纹牙数，以达到分散发热盘上螺纹牙受力的目的，从而降低螺纹牙承受的弯应力。
4、温度对螺纹联接预紧力的影响在高温下工作的螺纹联接，还要考虑温差载荷、螺钉和被联接件机械性能的变化、应力松弛等因素的影响。
当螺钉和被联接件的线膨胀系数不同，或工作温度不同，或者两者不同时，由于热变形不一致而使螺钉受到额外的温差载荷。
家用电器在频繁地加热-冷却过程中，螺钉因温差载荷的影响会产生松动，从而使联接的紧固作用减小。
因此，在设计时必须使剩余预紧力始终大于所要求的值，以保证联接的紧固与紧密。
5、总结一般情况下，螺栓的拧紧力矩与预紧力可参考国标快速查找（如附表）。
但是，对于安全性能要求很高的家用电器，就要准确地确定出螺钉的拧紧力矩与预紧力的关系，其关键任务就是要获得准确的拧紧力矩系数K的值。
而要取得准确的K值，就必须对每一种具体的螺钉进行“拧紧力矩——预紧力”试验。
在获得准确的K值后，才能放心地确定生产装配过程中需要的拧紧力矩值，而不是仅凭手“感觉”的方法来确定螺钉是否拧紧，因为手动拧紧螺钉时产生的拧紧力矩大小因人而异，靠感觉不能准确地判断螺钉的松紧。
附表：螺栓标准拧紧力矩及预紧力速查表注：本文只是提出了获得螺钉拧紧力矩与预紧力之间关系的方法，文中的计算数值只是四月雨粗略计算得出的，仅作参考。
本文是四月雨个人心得，未经允许，请勿引用或转载！（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。
高温合金紧固件拧紧力矩与预紧力关系试验研究
高温合金紧固件拧紧力矩与预紧力关系试验研究摘要：高温合金具有较高的强度、耐热、耐腐蚀和抗疲劳等优异的性能。
其中基体材料为国标GH4169（美标Inconel718）的高温合金紧固件被普遍应用于航空、航天、核能等领域。
在复杂的载荷环境下，紧固件的安装可靠性是航空、航天飞行器成功服役的基本保障。
预紧力是影响和反映紧固件安装可靠性、承载能力、部段的密封性能和防松性能的关键因素和指标。
研究拧紧力矩和预紧力之间的关系，对于指导航空、航天飞行器的拧紧力矩设计具有实际的工程意义。
关于紧固件预紧力与预紧力矩之间的关系，开展了楔形内螺纹锁键螺套锁紧性能的分析研究；开展了钛合金紧固件的拧紧力矩与预紧力之间的关系研究；针对普通螺栓的拧紧力矩与预紧力之间的关系、力矩试验方法等开展了相关研究，但对于高温合金（GH4169/Inconel718）)紧固件的预紧力矩关系涉及较少。
关键词：高温合金；紧固件；拧紧力矩；预紧力；引言现代航空航天工业常用的紧固件材料有合金钢、钛合金、高温合金等。
随着航空航天发动机性能的不断提高，材料的服役工况更加复杂而严苛，对材料的高温性能提出了更高的需求，因此高温合金紧固件的用量日益增加。
GH4169合金是一种典型的析出强化型镍基高温合金，基体为奥氏体(γ相)，主要强化相为γ″(Ni3Nb)相和γ'［Ni3(Al，Ti，Nb)］，在奥氏体基体上还分布有δ(Ni3Nb)相和少量碳化物颗粒。
经多年的研究和发展，该合金在航空发动机叶片、涡轮盘、石油工业中的油气井及油气管道等诸多领域均有广泛应用。
GH4169合金因优异的高温性能也常被用于航空发动机紧固件材料。
然而，现阶段GH4169合金紧固件的制备工艺尚不完全成熟，存在批次稳定性较差，冶金质量、性能水平不达标，材料利用率低以及组织和变形缺陷等问题。
因此，需对GH4169合金紧固件的制备工艺展开研究，为提高产品质量稳定性提供理论保障。
1拧紧力矩影响因素分析1.1.基体材质对拧紧力矩系数的影响如表1所示，试验一的两组对照试验选取材质为GH4169的M12螺栓和材质为Inconel718的螺栓，分别配合表面钝化处理的GH2132螺母和45#钢螺纹，润滑状态为涂抹T221润滑脂，各选取10组样本进行试验，试验结果如图1和图2所示。
大规格螺栓螺母拧紧力矩与预紧力关系研究_贾晓娇
规格高温合金紧固件为研究对象， 对大规格高温 合金紧固件在实际安装环境下的拧紧力矩与预紧 力的关系、 安装次数与扭拉系数的变化规律作了 研究， 对大规格螺栓螺母的安装力矩参数进行表 征， 对安装提出了合理建议。
1 试验过程
1.1 试验原理 试验采用图 1 所示的装置安装被测试件， 在
有效力矩试验过程中， 试验装置不产生夹紧力， 与现场实际装配螺栓和螺母对夹紧层产生的夹紧 力 （螺栓的预紧力） 在本质上并无差异。 在试验 装置上加实用垫片， 完全模拟出现场实际的装配 环境， 以达到最佳的测试状态。 通过轴力传感器 测定拧紧力矩与预紧力 （夹紧力） 之间的对应关 系。 实用垫片即在航空航天飞行器实际装配过程 中， 螺栓螺母安装在实际的基体材料上， 而实用 垫片用实际装配的基体材料加工而成， 在试验中 可以完全模拟实际装配环境。
以 M22 规 格 螺 栓 螺 母 旋 合 子 试 样 为 例 ， 以 铝实用垫圈作为基体材料涂覆润滑脂， 测定拧紧 力矩与预紧力关系试验， 曲线如图 4 所示。
-2-
《航天标准化》2015 年第 3 期
大规格螺栓螺母拧紧力矩与预紧力关系研究·贾晓娇/张晓斌/于建政 等
图 4 M22 规 格 螺 栓 （ 润 滑 脂 ， 铝 实 用 垫 圈 ） 拧紧力矩与预紧力曲线图
图 3 M22 规 格 螺 栓 （润 滑/无 润 滑 ， 钢 实 用 垫圈） 拧紧力矩与预紧力关系曲线图
图 3 中 ， 1# ~5# 试 验 子 样 采 用 了 润 滑 脂 ， 6# ~ 10# 试 验 子 样 无 任 何 润 滑 。 以 螺 栓 理 论 破 坏 抗 拉 载 荷 的 百 分 点 （ 如 10% Fmax、 20% Fmax、 30%Fmax…… ， Fmax 为 预 设 的 螺 栓 轴 力 目 标 值 ） 作 为试验数据采集基点， 图中以 X 轴表示； 通过 试验测得的拧紧力矩， 图中以 Y 轴表示。 从曲 线 关 系 可 以 看 出 ， 螺 栓 螺 母 10 个 旋 合 子 样 在 无 润 滑 和 有 润 滑 的 条 件 下 ， 螺 栓 预 紧 力 由 10% Fmax 增 加 至 40%Fmax （Fmax 为 预 设 的 螺 栓 轴 力 目 标 值 ， 为 380kN ） 时 ， 其 对 应 施 加 的 拧 紧 力 矩 与 预 紧 力基本都呈线性递增关系。 根据试验情况来看， 螺栓螺母旋合模拟拧紧时， 螺栓的预紧力与对 应施加的拧紧力矩整体数据反映比较稳定， 各 子样的试验效果一致性较好， 配合螺纹副间的 摩擦、 接触端面的摩擦， 即扭拉系数一致性较 好。
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%。
船舶常用螺栓预紧力和拧紧力矩的确定
第４８卷㊀第２期２０１９年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀船海工程ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４８㊀Ｎｏ.２Ａｐｒ.２０１９㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３９６３/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１￣７９５３.２０１９.０２.０３３船舶常用螺栓预紧力和拧紧力矩的确定苏东伟ꎬ王学志(上海外高桥造船有限公司ꎬ上海２００１３７)摘㊀要:基于轴向载荷典型螺栓的受力分析ꎬ综合考虑各种影响因素ꎬ推导螺栓预紧力和拧紧力矩的计算公式ꎬ结合生产实际ꎬ有针对性地选取各因素系数ꎬ得出简化公式ꎬ对比国标和其他设备公司标准ꎬ确定该简化公式可行ꎬ根据公式编制对应的预紧力和拧紧力矩表ꎬ以便设计时选用ꎮ关键词:船舶ꎻ螺栓ꎻ预紧力ꎻ拧紧力矩中图分类号:Ｕ６６２㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１￣７９５３(２０１９)０２￣０１２７￣０５收稿日期:２０１９－０１－０８修回日期:２０１９－０３－１８第一作者:苏东伟(１９８５ )ꎬ男ꎬ学士ꎬ工程师研究方向:船舶外舾装㊀㊀船厂设备安装最常见的就是受轴向载荷紧螺栓连接ꎬ各设备公司的预紧力标准一般也是基于轴向载荷紧螺栓连接ꎮ螺栓预紧力过小ꎬ达不到连接的刚性和可靠性要求ꎬ浪费了紧固件的紧固能力ꎬ也易使连接松动ꎻ预紧力过大ꎬ则可能使紧固件超过其材料屈服强度而伸长甚至拧断ꎬ达不到紧固的目的[１]ꎮ因此ꎬ考虑选取轴向载荷紧螺栓连接进行受力分析ꎮ１㊀螺栓连接受力分析１.１㊀螺栓受力与变形分析螺栓受力与变形见图１[２]ꎮ图１㊀螺栓受力与变形示意螺栓预紧装配后ꎬ被连接件表面会出现嵌入现象ꎬ尤其是变载荷作用下ꎬ嵌入变形会更明显ꎬ见图２ꎬ弹性伸长总量Ｌ１＋Ｌ２减少量为λꎬ使预紧力Ｆｍ减少Ｆλꎬ螺栓副连接中的实际预紧力为Ｆｖꎮ考虑在船厂实际装配过程中ꎬ需要控制预紧的一般为高强度螺栓紧联螺栓组ꎬ所对应的连接件多为钢质且配钢质或环氧垫片ꎬ刚度很大ꎬ嵌入变形不明显ꎬ故在受力过程中ꎬ忽略嵌入影响ꎮ图２㊀连接件嵌入变形分析由图１可知㊀ｔａｎθ１＝Ｆｍ/Ｌ１＝Ｃ１ｔａｎθ２＝Ｆｍ/Ｌ２＝Ｃ２式中:Ｃ１为螺栓刚度ꎻＣ２为连接件刚度ꎮ在螺母已拧紧ꎬ未承受工作载荷时ꎬ螺栓所受拉力和被连接件压缩力均为Ｆｍꎮ当连接件承受工作载荷Ｆ时ꎬ螺栓的总拉力为Ｆ０ꎬ螺栓的总伸长量为Ｌ１＋ΔＬꎬ被连接件的压缩力为Ｆᶄｍꎬ被连接件的总压缩量为为Ｌ２－ΔＬꎮ可以得出Ｆ０＝Ｆᶄｍ＋Ｆ(１)Ｆｍ＝Ｆᶄｍ＋(Ｆ－Ｆᶄ)(２)Ｆᶄ＝Ｃ１Ｃ１＋Ｃ２Ｆ(３)Ｆ０＝Ｆｍ＋Ｆᶄ＝Ｆｍ＋Ｃ１Ｃ１＋Ｃ２Ｆ(４)式(１)和(４)是螺栓总拉力的两种表达形式ꎮ用式(１)计算螺栓总拉力时ꎬ为保证连接的紧密性ꎬ以防止负载后结合面产生缝隙ꎬ应使Ｆᶄｍ>０ꎮ事实上ꎬ在设计过程中ꎬ对受轴向力紧螺栓的残余预紧力与工作载荷ꎬ一般按Ｆᶄｍ＝Ｋ０Ｆꎬ选取拟定的残余预紧力系数Ｋ０ꎬ见表１[３]ꎮ７２１表１㊀残余预紧力系数Ｋ０紧固连接静载荷动载荷紧密连接软垫金属成型垫金属平垫０.２~１.０１.０~３.００.５~１.５１.５~２.５２.０~３.５㊀㊀式(３)中ꎬＣ１Ｃ１＋Ｃ２为螺栓的刚度系数ＫｃꎬＫｃ的大小与螺栓和被连接件的结构尺寸㊁材料及垫片㊁工作载荷的位置等因素有关ꎬ其值在０~１之间变化ꎮ为了降低螺栓的受力ꎬ提高螺栓连接的承载能力ꎬ应使Ｋｃ值尽量小些ꎮ一般连接钢板之间所用垫片为金属垫片或无垫片时ꎬＫｃ的取值为０.２~０.３ꎬ见表２ꎮ表２㊀刚度系数Ｋｃ联接型式连杆螺栓金属(或无垫片)皮革垫铜皮石棉垫橡胶垫Ｋｃ０.２０.２~０.３０.７０.８０.９１.２㊀交变载荷下螺栓的受力与变形如图３所示ꎬ若Ｆ是随时间变化的交变载荷ꎬ并且改变量在Ｆ１和Ｆ２之间ꎬ则螺栓所受的总拉力在Ｆ０１和Ｆ０２之间变化ꎮ图３㊀交变载荷下的螺栓变形与受力㊀㊀若螺栓的强度固定ꎬ减小螺栓所受总拉力的幅值ꎬ有助于提高螺栓寿命ꎮ在选择螺栓连接件的材料时ꎬ还可以考虑从被连接件的变形刚度出发ꎬ选用变形刚度较好的材料ꎬ这样就可以使被连接材料的变形线较陡ꎬ螺栓所受总拉力幅值减小ꎮ１.３㊀螺栓预紧后的扭转切应力影响螺栓受预紧力后ꎬ除承受Ｆｍ产生的拉应力σ外ꎬ还要承受由此而产生的扭转剪应力τꎬ对于常用的Ｍ１０~Ｍ６８的普通螺纹ꎬ可近似取τ＝０.５σꎮ根据第四强度理论ꎬ可求出当量应力σｅ为[４]σｅ＝σ２＋３τ２＝１.７５σ２ʈ１.３σ由此ꎬ可将螺栓所承受的预紧力Ｆｍ增大３０％来代替扭转剪应力的影响ꎬ即１.３Ｆｍꎬ见图４ꎬ则螺栓所受拉力增大３０％ꎮ则式(４)变为Ｆ０＝１.３Ｆｍ＋Ｃ１Ｃ１＋Ｃ２Ｆ＝１.３Ｆｍ＋ＫｅＦ(５)Ｆ０＝１.６Ｆｍ＋Ｋｃｆ＝１.３(１＋Ｋ０－Ｋｃ)Ｆ＋ＫｃＦ＝(１.３＋１.３Ｋ０－０.３Ｋｃ)Ｆ(６)２㊀预紧螺栓强度校核实际工程中ꎬ螺栓的尺寸一般按螺栓的最大拉力Ｆ０选取ꎮ图４㊀螺栓预紧力与扭转切应力Ｆ０Ａｓɤ[σ](７)现行机械设计手册中１.３Ｆ０π４ｄ２１ɤ[σ][５]ꎬ其中１.３即为扭转剪应力产生的当量应力系数ꎬ前文已计入预紧力ꎬ故在此不重复纳入ꎬπ４ｄ２１为螺纹小径面积ꎬ并不能等效于螺纹的应力截面积Ａｓꎮ２.１㊀螺纹应力截面积Ａｓ通过式(８)或(９)计算得到ꎮＡｓ＝π４ｄ２＋ｄ３２æèçöø÷２(８)Ａｓ＝０.７８５４(ｄ－０.９３８２Ｐ)２(９)８２１式中:ｄ为外螺纹大径基本尺寸ꎬｍｍꎻｄ２为螺纹中径的基本尺寸ꎬｍｍꎻｄ３为螺纹小径的基本尺寸(ｄ１)减去螺纹原始三角高度(Ｈ)的１/６值ꎬ即ｄ３＝ｄ－Ｈ６式中:Ｈ为螺纹原始三角形高度(Ｈ＝０.８６６０２５Ｐ)ꎻＰ为螺距ꎬｍｍꎮ２.２㊀螺栓许用应力[σ]＝σｓＳ(１０)式中:σｓ为螺栓屈服强度ꎬ由螺栓性能等级直接计算ꎬ或查表３ꎻＳ为安全系数ꎬ由表４查得ꎮ表３㊀螺栓机械性能等级①等级σｂ/ＭＰａσ②公称３.６３００１８０４.６４００２４０４.８４００３２０５.６５００３００５.８５００４００６.８６００４８０８.８８００６４０９.８９００７２０１０.９１０００９００１２.９１２００１０８０㊀㊀注:①螺栓性能等级标号由两部分数字组成ꎬ分别表示螺栓材料的公称抗拉强度σｂ值和屈强比值ꎮ例如ꎬ性能等级４.６级的螺栓ꎬ其含义是:螺栓材质公称抗拉强度σｂ＝４００ＭＰａꎬ螺栓材质的屈强比值为０.６ꎬ螺栓材质的公称屈服强度σｓ＝４００ˑ０.６＝２４０ＭＰａꎻ②３.６~６.８级为屈服强度σｓꎬ８.８~１２.９级为非比例伸长应力σ０.２ꎻ③数据摘自ＧＢ/Ｔ３０９８.１－２０００ꎮ将式(６)和(１０)代入式(７)ꎬ得螺栓选用计算式ꎮＳ(１.３＋１.３Ｋ０－０.３Ｋｃ)ＦＡｓɤσｓ(１１)３㊀螺栓预紧力计算假定ε＝１＋Ｋ０－ＫｃＳ(１.３＋１.３Ｋ０－０.３Ｋｃ)(１２)则有ＦｍＡｓɤεσｓ(１３)定义ε为螺栓预紧力系数ꎬ假定:１)现船用设备安装螺栓ꎬ一般都会控制预紧力ꎬ故Ｓ＝１.２~１.５ꎮ２)残余预紧力系数按表１ꎬ取值一般取Ｋ０＝０.６~１.８ꎮ３)在控制预紧力的连接中ꎬ为了较小螺栓的应力幅值ꎬ一般都选用刚度比较大的被连接件ꎬ比如钢垫片ꎬ故拟选相对刚度系数Ｋｃ＝０.３ꎮ据此ꎬ根据式(１２)估算ε取值如下ꎮε＝０.５４４４~０.５８６９ꎬ当Ｓ＝１.２时ꎻε＝０.４３５５~０.４６９５ꎬ当Ｓ＝１.５时ꎮ在实践中ꎬ还有许多影响ε的因素ꎬ如:受拉螺栓还是受剪螺栓ꎬ螺栓是否承受变载荷ꎬ对连接有无密封要求ꎬ安装工具和方法的精确程度ꎬ连接所在部位是否便于安装ꎬ等ꎮ有计算表明ꎬ当预紧表４㊀受轴向载荷的预紧螺栓连接的许用应力、安全系数许用应力不控制预紧力时的安全系数Ｓ静载荷动载荷控制预紧力时的安全系数Ｓ按最大应力[σ]＝σｓ/Ｓ材料Ｍ６~Ｍ１６Ｍ１６~Ｍ３０Ｍ３０~Ｍ６０Ｍ６~Ｍ１６Ｍ１６~Ｍ３０Ｍ３０~Ｍ６０不分直径碳素钢５.０~４.０４.０~２.５２.５~２.０１２.５~８.５８.５８.５~１２.５１.２~１.５合金钢５.７~５.０５.０~３.４３.４~３.０１０~６.８６.８６.８~１０.０应力达到螺栓屈服极限σｓ的０.７８倍时ꎬ螺栓的外螺纹沟底开始破坏ꎮ也就是说ꎬ选取ε时ꎬ首先必须满足的第一个前提条件是εɤ０.７８ꎮ目前比较认可的ε值见表５ꎮ表５㊀预紧力系数一般机械航空航天机械特殊连接(如高强度螺栓摩擦连接)０.５~０.７０.３５０.７５㊀㊀现行国家标准体系中ꎬ对于螺栓预紧力ꎬ也是按照ε＝０.７计算确定ꎮ但按照上述计算ꎬ如此单一的定义是不合适的ꎬ预紧力系数不能是某一个固定值ꎬ必须综合考虑各种影响因素ꎬ选用合适的值来计算得到预紧力ꎮ对于船舶行业ꎬ需控制预紧力的多为高强度螺栓作用下的钢制垫片或环氧垫片连接ꎬ不同于一般机械ꎮ各设备厂家在设计阶段通过螺栓强度得到的螺栓尺寸ꎬ如果继续按照ε＝０.７条件下的标准来施加预紧力ꎬ相对于上式计算的ε值明显偏大很多ꎬ很容易造成预紧后螺栓的实际应力超过螺栓的屈服强度ꎬ造成螺栓损坏ꎬ尤其是在变载９２１荷或冲击载荷的作用下ꎬ容易酿成事故ꎮ故在实际工程中ꎬ根据经验数据ꎬ一般选用标准预紧力值的０.８倍作为实际预紧力ꎬ相当于ε＝０.７ˑ０.８＝０.５６ꎮ为了充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧的可靠ꎬ通常在保证螺栓强度的条件下ꎬ尽可能选用较高的预紧力ꎮ推荐选取ε＝０.５７ꎬ得出预紧力的简化计算公式ꎮＦｍ＝０.５７σｓＡｓ(１４)４㊀螺栓拧紧力矩计算在螺栓预紧过程中ꎬ预紧力是无法直接实现的ꎬ必须通过螺母的拧紧力矩来得到ꎮ螺母的拧紧力矩由三部分组成①由升角产生ꎬ用于产生预紧力使螺栓杆伸长ꎻ②为螺纹副摩擦ꎻ③支撑面摩擦[６]ꎮ通用的拧紧力矩计算公式为Ｔ＝ＫＦｍｄ/１０００(１５)式中:Ｋ为拧紧力矩系数ꎬ由下式计算或查表６得到ꎮＫ＝ｄ２２ｄｔａｎ/Ψ＋ρｖ＋ｆｃＤ３ｗ－ｄ３０３ｄＤ２ｗ－ｄ２０(１６)式中:ｄ为螺纹公称直径ꎬｍｍꎻＦｍ为预紧力ꎬＮꎬ通过式(１４)计算获得ꎻｄ２为螺纹中经ꎬｍｍꎻΨ为螺纹升角ꎬρｖ为螺纹当量摩擦角ꎬρｖ＝ａｒｃｔａｎｆｖꎻｆｖ为螺纹当量摩擦系数ꎬ对普通粗牙Ｍ１２~Ｍ６４螺纹ꎬｆｖ＝０.１~０.２ꎬ常取ｆｖ＝０.１５ꎻＦｃ为螺母与被连接件支撑面间的摩擦系数ꎻＤｗ为螺母对边宽度ꎻｄ０为被连接件孔径ꎮ实际应用中最常见的是一般加工表面ꎬ且无润滑ꎬ故通常取拧紧力矩系数Ｋ＝０.２ꎮ根据式(１４)和(１５)ꎬ代入Ｋ＝０.２ꎬ可得拧紧力矩计算式ꎮＴ＝ＫＦｍｄ/１０００＝０.２ˑ０.５７σｓＡｓｄ/１０００＝０.１１４σｓＡｓｄ/１０００(１７)表６㊀拧紧力矩系数Ｋ表面状态精加工表面一般加工表面表面氧化镀锌干燥粗加工表面有润滑０.１００.１３~０.１５０.２００.１８无润滑０.１２０.１８~０.２１０.２４０.２２０.２６~０.３０５㊀各标准版本预紧力对比分析在ＩＳＯ标准体系中ꎬ拧紧力矩按照下式计算ꎮＴ＝０.１２σｓＡｓｄ/１０００与式(１７)相比ꎬＩＳＯ标准设定εＫ＝０.１２ꎮ逆向推导ꎬ其Ｋ＝０.１５㊁ε＝０.８ꎬ或Ｋ＝０.２㊁ε＝０.６ꎬ选用的预紧力系数高于计算值ꎬ不符合船舶行业螺栓预紧需求ꎮ试用８.８级Ｍ３０粗牙螺栓ꎬ对比分析各设备商的标准版本ꎬ见表７ꎮ对于８.８级Ｍ３０粗牙螺栓:σｓ＝６４０ＭＰａꎬＡｓ＝５６１ｍｍ２ꎬｄ＝３０ｍｍꎮ表７㊀Ｍ３０螺栓各标准版本预紧力、拧紧力矩对比预紧力Ｆｍ/ｋＮ拧紧力矩Ｔ/Ｎ ｍ预紧力系数ε拧紧力矩系数Ｋ本文２０５.０１２２８０.５７００.２００ＩＳＯ１２９０国标２５１.３０.７００德国工业标准２５５.０１２２６０.７１００.１６０ＨＡＬＴＬＡＰＡ２５６.０１４２２０.７１３００.１８５德国先达传动１０００武汉船机１２６０镇江辅机１３００７Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ１４２８ＴＴＳ１３４０㊀㊀由表７ꎬ可见:１)各设备公司的预紧力标准ꎬ一般只给出拧紧力矩ꎬ因为可以将预紧力系数和拧紧力矩系数Ｋ简化为一个基准系数ꎬ即εＫꎮ虽然无法由此推出预紧力系数ε的选定值ꎬ进而校核螺栓强度ꎮ但在此ꎬ可以假定Ｋ＝０.２ꎬ则ε＝０.５６~０.６６ꎬ大部分略高于本文拟定的０.５７ꎮ２)部分同时给出了预紧力和拧紧力矩的标准ꎬ虽然最终的εＫ值与本文拟定的０.１１４相差不大ꎬ但选定的εＫ却远远大于０.５７ꎮ之所以如此ꎬ是因为其选定的拧紧力矩系数小于０.２ꎬ这就要求螺母支撑面必须预加工ꎬ但事实上ꎬ所有交货设备的螺母支撑面均没有做过任何处理ꎬ这就导致船厂在安装过程中需要对设备底角进行表面处理ꎮ因此ꎬ对于需要控制预紧力的螺栓ꎬ凡厂家给出预紧力或拧紧力矩的ꎬ按照厂家要求执行ꎬ因为厂家在选定螺栓尺寸过程中ꎬ通常是按照其自己的标准版本操作的ꎮ另外ꎬ尽量验证厂家标准的各系数选定条件ꎬ以符合其计算依据ꎮ凡厂家未给出预紧力或拧紧力矩的ꎬ尽量不要依据国标等选定ꎬ因为国标为了保证其通用性ꎬ设定的限定条件很可能不满足特定需要ꎮ(下转第１３４页)０３１２０１９年第２期毕世东ꎬ等:舷侧分段总组搭载精度控制船海工程第４８卷工ꎬ并且能够保留原始坡口ꎮ吊装能够一次到位ꎬ做到精度搭载㊁快速造船ꎮ总之ꎬ船舶建造精度问题只要保证在每个阶段按照精度标准去做ꎬ确保数据准确无误ꎬ并且在采用最先进的ＥＣＯ－ＢＬＯＣＫ㊁ＥＣＯ－ＯＴＳ电脑分析软件[２]ꎬ对有精度问题的分段进行预先解决ꎬ得出最佳方案ꎬ再指导现场作业ꎬ保证舷侧分段的精度质量ꎬ有效提升船坞生产效率ꎮ参考文献[１]应长春.船舶工艺技术[Ｍ].上海:上海交通大学出㊀㊀版社ꎬ２００５.[２]国防科工委.中国造船质量标准[Ｓ].北京:船舶工业经济研究院ꎬ２００６.[３]袁成清.水路运输装备的新发展[Ｒ].武汉:武汉理工大学ꎬ２０１７.[４]许允ꎬ张少雄ꎬ张晨阳ꎬ等.子模型范围及边界条件对应力结果的影响[Ｊ].船海工程ꎬ２０１６ꎬ４５(３):１９￣２３. [５]中国船级社.钢质内河船舶建造规范[Ｓ].北京:人民交通出版社ꎬ２０１６.[６]陈茂勇.舱口围生产设计标准化探讨[Ｊ].造船技术ꎬ２０１５(１):２５￣３０.ＯｎＰｒｅｃｉｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｉｎＧｅｎｅｒａｌＡｓｓｅｍｂｌｙｏｆｔｈｅＳｉｄｅＳｈｅｌｌＢｌｏｃｋＢＩＳｈｉ￣ｄｏｎｇꎬＦＡＮＤｏｎｇ￣ｈｕｉ(ＳｈａｎｇｈａｉＷａｉｇａｏｑｉａｏＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２００１３７ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｓｉｄｅｓｈｅｌｌｂｌｏｃｋｓｐｒｅ￣ｅｒｅｃｔｉｏｎｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂｌｏｃｋｅｒｅｃｔｉｏｎ.ＲｅａｓｏｎｓｆｏｒｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｔｏｔａｋｅｓｏｍｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌꎬｓｕｃｈａｓｕｎｉｆｙｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄꎬａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｂｙｔｈｅＥＣＯ￣Ｇ２ｓｏｆｔｗａｒｅꎬａｎｄｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｔｈｅｅｒｅｃｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ.Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｄｅｓｈｅｌｌｂｌｏｃｋｐｒｅ￣ｅｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｂｕｌｋｃａｒｒｉｅｒꎬｏｂｖｉｏｕｓｌｙｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｌｉｆｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｓｏａｓｔｏｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｄｏｃｋｓｔａｇｅｃｙｃｌｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｉｄｅｓｈｅｌｌｂｌｏｃｋꎻＥＣＯ￣Ｇ２ꎻｐｒｅｃｉｓｉｏｎ(上接第１３０页)参考文献[１]叶红ꎬ颜廷武ꎬ刘元胜.法兰连接中的螺栓预紧力[Ｊ].有色矿冶ꎬ２００５ꎬ２１(３):４６￣４８.[２]朱若燕ꎬ李厚民.高强度螺栓的预紧力及疲劳寿命[Ｊ].湖北工学院学报ꎬ２００４ꎬ１９(３):１３５￣１４１. 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地脚螺栓拧紧力矩
地脚螺栓拧紧力矩
地脚螺栓，又称锚栓，是一种用于固定设备、构件的螺纹连接件。
在工程安装过程中，地脚螺栓的拧紧力矩起着至关重要的作用。
本文将介绍地脚螺栓拧紧力矩的重要性、计算方法以及注意事项。
地脚螺栓拧紧力矩的重要性体现在以下几点：
1.确保设备稳定：地脚螺栓拧紧力矩足够大，可以确保设备在运行过程中稳定，避免因螺栓松动导致的设备故障。
2.提高连接强度：地脚螺栓拧紧力矩越大，连接件间的摩擦力越大，从而提高整个连接的强度。
3.防止位移：在安装过程中，地脚螺栓拧紧力矩可以有效防止设备部件间的位移，保证安装质量。
地脚螺栓拧紧力矩的计算方法如下：
1.预紧力矩计算：预紧力矩=预紧力×拧紧角度
2.工作力矩计算：工作力矩=摩擦力×拧紧角度
在计算地脚螺栓拧紧力矩时，需注意以下几点：
1.选用合适的螺栓：根据设备重量、安装条件等因素选择合适的螺栓规格和材料。
2.考虑摩擦因素：摩擦力对拧紧力矩的计算结果有较大影响，需准确测量摩擦力。
3.拧紧角度的确定：拧紧角度决定了螺栓的预紧力，应根据实际情况合理选择。
4.定期检查：在设备运行过程中，定期检查地脚螺栓的拧紧力矩，确保连接稳定。
总之，地脚螺栓拧紧力矩在工程安装中具有重要意义。
掌握正确的拧紧力矩计算方法和注意事项，有助于确保设备安装质量，提高设备运行稳定性。
螺栓拧紧力矩计算
螺栓拧紧力矩计算螺栓拧紧力矩是指在将螺栓拧紧到一定预紧力矩时所需要施加的力矩。
它是机械连接中常用的一种紧固方法，用于保证螺栓连接的紧固程度，以确保连接的牢固和安全。
本文将介绍螺栓拧紧力矩的计算方法及其在工程中的应用。
一、螺栓拧紧力矩的计算方法1.螺栓直径：螺栓直径越大，所需的拧紧力矩也越大。
2.摩擦系数：螺栓和螺母之间的摩擦力越大，所需的拧紧力矩也越大。
3.螺栓长度：螺栓长度越长，所需的拧紧力矩也越大。
4.螺纹参数：螺纹参数对螺栓拧紧力矩的大小有直接的影响。
常用的参数包括螺距、螺纹高度等。
根据以上因素，螺栓拧紧力矩的计算方法可以采用以下公式：M=K*F*D其中，M表示拧紧力矩，K表示摩擦系数，F表示预紧力，D表示螺栓直径。
在实际工程中，预紧力的大小通常是事先给定的。
预紧力是在拧紧螺栓之前施加在螺栓上的力，它是由设计要求或经验确定的。
一般情况下，预紧力要根据两侧连接材料的材料性能来确定，以确保连接的可靠性。
摩擦系数是指螺纹材料间的摩擦系数，是一个与材料性质有关的参数。
不同材料对应的摩擦系数不同，一般可通过实验或查阅相关资料得到。
螺栓直径可以从螺纹标准中查得，例如ISO、GB等各国的螺纹标准。
二、螺栓拧紧力矩的应用1.装配工程：在机械装配中，螺栓拧紧力矩用于连接不同零件，确保装配的稳固和可靠。
2.结构工程：在建筑或桥梁等结构工程中，螺栓拧紧力矩用于连接梁柱等构件，以承受外部荷载和地震等不良影响。
3.汽车工程：在汽车制造中，螺栓拧紧力矩用于连接发动机、底盘等部件，以确保汽车的稳定性和安全性。
4.航空航天工程：在航空航天领域，螺栓拧紧力矩用于连接飞机、火箭等庞大复杂的装置，以确保其正常运行和安全性。
总之，螺栓拧紧力矩的计算方法和应用是工程中重要的一部分。
通过掌握螺栓拧紧力矩的计算方法，可以帮助工程技术人员选择适当的螺栓及其拧紧力矩，以确保连接的牢固和安全。
正确应用螺栓拧紧力矩，可以提高工程质量、延长设备使用寿命，降低事故风险，对于工程项目的成功实施具有重要意义。
一般连接螺栓拧紧力矩
一般连接螺栓拧紧力矩
连接螺栓拧紧力矩是一种重要的工程参数，用于确保螺栓连接处的紧固力适当。
螺栓的拧紧力矩应根据连接部件的要求和规范来确定。
以下是一般情况下的连接螺栓拧紧力矩的一些指导原则：
1.根据螺栓规格和材料：
不同规格和材料的螺栓具有不同的力学性能和抗拉强度，因此其拧紧力矩也不同。
通常，螺栓制造商会提供拧紧力矩的推荐值，建议按照制造商的规定进行拧紧。
2.螺栓直径和级别：
一般情况下，螺栓的直径和级别越大，所需的拧紧力矩也会相应增加。
拧紧力矩通常与螺栓的直径和级别成正比关系。
3.使用预紧力：
螺栓的拧紧力矩应当使其达到所需的预紧力。
预紧力是螺栓在连接时所受的拉力，用于保持连接紧固并分担工作负荷。
拧紧力矩的目标是使螺栓在预加载状态下工作。
4.注意摩擦系数：
在计算或选择拧紧力矩时，需要考虑连接部件表面的摩擦系数。
摩擦系数将影响到预紧力的传递效率，从而影响连接的紧固性能。
请注意，具体的拧紧力矩值应根据实际工程要求和规范进行确定。
在工程实践中，通常会根据设计需求、连接部件的材料和规格、螺栓的级别等因素来选择适当的拧紧力矩。
为了确保连接的可靠性和安全性，建议在进行拧紧操作时遵循相关的标准和规程，并使用合适的工具和设备。
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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%。
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。
螺母拧紧力矩
螺母拧紧力矩螺母拧紧力矩是指为了固定连接而施加在螺母上的力矩。
在机械装配和维修过程中，螺母拧紧力矩的正确控制对于确保连接的稳定和可靠性至关重要。
本文将介绍螺母拧紧力矩的基本概念、作用原理以及如何正确选择和控制拧紧力矩的方法。
一、螺母拧紧力矩的基本概念1. 什么是螺母拧紧力矩？螺母拧紧力矩是指施加在螺母上的扭矩，用于将螺母与螺栓或螺纹连接件固定在一起。
通过施加适当的力矩，可以使螺纹之间的摩擦力得到增加，从而达到防松和紧固的目的。
2. 螺母拧紧力矩的作用螺母拧紧力矩的作用主要有两个方面。
它确保了连接的紧固度，使螺栓或螺纹连接件不会因为松动而失去连接性能。
螺母拧紧力矩还能通过增加连接处的摩擦力，提高连接件之间的传递效能和承载能力。
二、螺母拧紧力矩的作用原理1. 摩擦力的作用螺母拧紧力矩的主要作用是增加螺纹连接处的摩擦力。
当螺母受到拧紧力矩时，螺纹之间的摩擦力会增加，阻碍螺纹滑动，从而使螺纹连接更紧密。
拧紧力矩越大，摩擦力越大，连接越牢固。
2. 预紧力和剩余预应力螺母拧紧力矩产生的结果是连接件的预紧力，也称为预应力。
预紧力是指在螺纹连接中施加的初始载荷，它使连接件之间产生弹性变形，形成一种在连接处产生压力的力学效应。
预紧力使得连接件在工作中能够抵御外部负载和振动的影响，保持连接的稳定性。
拧紧完成后，螺纹连接还会存在一部分剩余预应力，即拧紧力矩消失后连接件之间仍然存在的预应力。
这种剩余预应力有助于防止螺纹松动，并增加连接的传递效能和承载能力。
三、如何正确选择和控制螺母拧紧力矩1. 根据材料和规格选择力矩螺母拧紧力矩的选择应根据连接件的材料和规格来确定。
不同的连接件材料和规格具有不同的强度和需求，需要根据实际情况选择适当的拧紧力矩。
一般来说，连接件的制造商会提供相应的拧紧力矩规范供参考。
2. 使用正确的工具和方法为了确保拧紧力矩的准确性和稳定性，应使用专用的扭矩扳手或扭矩测量仪器进行拧紧操作。
这些工具可以提供准确的力矩读数，并确保拧紧力矩符合要求。