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螺紋摩擦系數(shù)與緊固件安裝質(zhì)量的關(guān)系

來(lái)源:上海百若試驗(yàn)儀器有限公司   2017年04月20日 09:57  

裝配螺栓時(shí)要求通過(guò)控制扭矩的方式進(jìn)行控制預(yù)緊力,使用扭矩裝配方法時(shí),當(dāng)達(dá)到規(guī)定的扭矩就停止,只對(duì)一個(gè)確定的緊固力矩進(jìn)行控制。但是根據(jù)目前的一些工藝手段:如扭矩法,轉(zhuǎn)角法、屈服點(diǎn)法等工藝手段,以及摩擦系數(shù)對(duì)安裝扭矩的影響,可以看出,扭矩是受到很多影響因素的,所以,有必要對(duì)扭矩的影響因素了解清楚,以zui終確定安裝扭矩。

螺紋摩擦系數(shù)是要恒定的范圍,安裝扭矩是為了達(dá)到一定的預(yù)緊力而做出的,實(shí)際擰緊過(guò)程中受到摩擦系數(shù)等影響,僅僅5%~10%的扭矩轉(zhuǎn)化為所需要的預(yù)緊力,有90%的扭矩被擰緊過(guò)程中的摩擦消耗掉。當(dāng)支承面的摩擦系數(shù)降低20%時(shí),支承面摩擦扭矩降為40%,螺栓軸向夾緊力將翻倍增加(20%的擰緊扭矩轉(zhuǎn)化成夾緊力)。由此可見(jiàn),使用扭矩裝配方法,摩擦系數(shù)對(duì)螺栓夾緊力的影響之大。
詳細(xì)參考:ISO-16047 標(biāo)準(zhǔn)

 

緊固件裝配zui重要的指標(biāo)是預(yù)緊力,可是裝配時(shí)不好檢測(cè),其他工藝手段(扭矩法、轉(zhuǎn)角法、屈服點(diǎn)法)都是間接的辦法,但在裝配中和事后好檢測(cè)。

 

zui大關(guān)鍵因素是在于表面處理。而影響表面處理的因子系表面處理材料的選擇、質(zhì)量及制程管理。

    在汽車(chē)及機(jī)件裝配過(guò)程中,通常是將螺絲用設(shè)定的扭矩鎖緊。
    螺絲的連接原理是通過(guò)依照界定的鎖緊力將所有的部件接合一起而設(shè)計(jì)。
F(鎖緊力)= M(鎖緊扭矩)÷ ( μ× f )
μ
=摩擦系數(shù) f=比例因子

     f是比例因子,數(shù)值取決于螺絲的幾何形狀。此公式清楚顯示如果是螺絲的扭矩固定,而摩擦系數(shù)的平均偏差很高,那么預(yù)張力的波動(dòng)就會(huì)很大,這種情況是不被接受的。因?yàn)槿绻Σ料禂?shù)太低,可能造成螺絲損傷;摩擦系數(shù)太高的話(huà),就不能達(dá)到zui小鎖緊力,螺絲的連接就存在松脫的危險(xiǎn)。基于這種情況,設(shè)計(jì)工程師和品保都要求一個(gè)穩(wěn)定的摩擦系數(shù)(可計(jì)算性),及盡可能低的摩擦系數(shù)的平均變量(安全裝配需要)。為了滿(mǎn)足這些要求,故常要求在螺絲表面涂覆摩擦系數(shù)穩(wěn)定,使摩擦系數(shù)穩(wěn)定在嚴(yán)格規(guī)定的平均偏差范圍內(nèi)。

 

對(duì)工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),螺栓入廠(chǎng)檢測(cè)扭矩系數(shù)比摩擦系數(shù)更簡(jiǎn)潔,因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)螺栓的幾何尺寸指標(biāo)(螺紋精度)基本都過(guò)關(guān)了(除非太差的小廠(chǎng)出的),關(guān)鍵的材質(zhì)、熱處理、表面處理,通過(guò)扭矩系數(shù)測(cè)試儀很方便的就能檢測(cè)了。

但是采用扭矩系數(shù)有一些缺點(diǎn):如摩擦系數(shù)的變化,一般情況下,潤(rùn)滑條件的更改,將會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)變化,而緊固件表面質(zhì)量如涂鍍層的微量變化,都會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)的變化,zui終將導(dǎo)致鎖緊力的變化,從而導(dǎo)致裝配質(zhì)量出現(xiàn)變化。

為了從根本上解決這些問(wèn)題,工廠(chǎng)需要更多的了解摩擦系數(shù),根據(jù)每個(gè)批次的摩擦系數(shù),確定安裝扭矩。

螺紋摩擦系數(shù)的檢測(cè),其檢測(cè)方法比扭矩系數(shù)的檢測(cè)要復(fù)雜的多,但墊片可以根據(jù)實(shí)際的安裝情況進(jìn)行模擬,這樣,可以得到更為接近實(shí)際工況的預(yù)緊力,從而確定摩擦系數(shù)。

螺紋摩擦系數(shù)的檢測(cè)可以采用上海百若試驗(yàn)儀器有限公司的NZA-1000、NZA-2000、NZA-10000等螺紋摩擦系數(shù)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。

NZA-500型螺栓緊固分析系統(tǒng)

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