螺栓预紧力扭矩图及其应用

万方数据 直线斜率越大(见图1)，已知摩擦因数和轴向预紧 力可求出拧紧扭矩。 皇 ● Z 埭 曩 拧至 lOO％咖2 拧至 85％口o2 图1 预紧力一扭矩图(等级10．9，M10×1．25， 以=20mm，df=10．45mm) 又根据第三强度理论，螺栓处于拧紧状态时的 螺纹部分承受的等效应力仉为 盯。2=盯2+丁2 (5) 式中 盯——螺栓的轴向夹紧力F在螺纹部分产 生的拉应力 盯=F／A；=F／[(丌以2)／4】 (6) 丁——螺栓螺纹部分承受的扭转切应力 r=、／(盯。2一矿2)／3 螺栓螺纹部分承受的扭矩为： C—C。=丁【(耵d；3)／16】 =、／(仉2一矿2)／3【(竹吐3)／16](7) 式中 以=(d2+如)／2 d2=d一0．6495P d3=d一1．2268P 螺栓所能承受的最大拧紧扭矩C，为 cr-(c—G)+卫墨早筹堂坚噜(8) 从公式(5)、(6)、(7)和(8)可求出，当螺栓强度 等级和尺寸一定，并且拧紧至螺栓受到的某一等效 应力时螺栓所能承受的预紧力与扭矩间的关系，这 个关系是一个抛物线曲线(见图1)，预紧力越大螺 栓能承受的扭矩越小，反之亦然。当拧紧扭矩为零 时，螺栓所能承受的预紧力最大；当拧紧扭矩增大 时，螺栓所能承受的预紧力减少。 利用一个计算机软件(如ExcEL)可求出关系 式(4)的直线和关系式(8)的抛物线，把这些曲线画 在同一个图上便组成了预紧力一扭矩图(见图1)。 图中的直线 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示螺栓尺寸一定时螺纹摩擦因数不同 的螺栓预紧力F与扭矩C之间的关系；图中的抛物 ——6—— 线表示强度等级和尺寸一定的螺栓拧紧至其受到的 某一等效应力时(85％吼：和100％6roz)，螺栓所能 承受的预紧力与扭矩间的关系。 3 预紧力一扭矩图的应用 3．1 拧紧工艺设计 尽管在螺栓拧紧装配时采用“扭矩法”有其不足 之处，但“扭矩法”仍是最常用、最经济的螺纹紧固件 的拧紧 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。大量研究表明，在其屈服强度范围内， 螺栓的轴向预紧力越大，其抗松动性能和抗疲劳性 能就越好，螺栓拧紧至其屈服强度时效果最好。 传统的拧紧工艺设计常采用经验方法，所采用 拧紧扭矩值给螺栓产生的等效应力仅对应于螺栓屈 服强度的0．5～0．7倍。这样一方面造成了螺栓使用 效能上的浪费，另一方面导致螺栓的抗松动性能和 抗疲劳性能都较差。所以寻找适合的拧紧扭矩是工 艺设计员应解决的问题。然而，在通过测量螺纹件 的摩擦因数，已知摩擦因数范围的情况下，怎样确定 拧紧扭矩以保证螺栓的轴向预紧力最大，而且螺栓 所受等效应力又不超过其屈服强度是关键的问题， 利用预紧力一扭矩图可以很容易解决该问题。 图l是—个强度10．9级，施0×1．25，乩=20mm， 盔=10．45mm的螺栓预紧力一扭矩图。从图中可看 出，当螺栓被拧至其等效应力为85％魄：时，其最 大允许的拧紧扭矩的大小取决于螺栓的摩擦因数。 当摩擦因数分别为0．06'、O．09、0．12、0．15、0．18时， 最大允许的拧紧扭矩分别约为43N·m、57N·m、 68N·m、79N·m、87N·m。若螺纹紧固件的总表 观摩擦因数为O．15±0．03，设螺栓被拧至其等效应 力为85％仃o．：，则拧紧工艺可定为60N·m±lO％ 的拧紧扭矩。从图l可见，若螺纹紧固件的总表观摩 擦因数为0．15±O．03，设螺栓被拧至其等效应力为 100％6roz，则最大允许的拧紧扭矩为84N·m(对 应于总表观摩擦因数为0．12时的扭矩值)，拧紧工 艺可定为76N·m±10％的拧紧扭矩。 3．2 螺栓强度或尺寸的选择 图2是一个强度8．8级，尺寸为肘14×1．5，巩 =22．8mm，d。=17。0mm的螺栓的预紧力一扭矩 图，图中的三条直线表示螺栓的摩擦因数分别为 0．12、0．15和0．18时的预紧力一扭矩关系。从该图 可以看出：当螺栓的摩擦因数为0． 的扭矩值)，拧紧工 艺可定为76N·m±10％的拧紧扭矩。3．2 螺栓强度或尺寸的选择图2是一个 强度8．8级，尺寸为肘14×1．5，巩 万方数据 万方数据 刘建文：螺栓预紧力一扭矩图及其应用 4 结束语 摩擦因数测量的主要目的是为了保障每～批 供货的螺栓或螺母的摩擦条件稳定在产品要求的 范围内。比如神龙公司的所有镀锌螺栓和螺母的摩 擦因数要求为0．12～O．18，它们的装配工艺也是依 据这个条件来制定的，在O．12一O．18的范围中变 化，拧紧工艺就可以保证装配的可靠性。如果螺栓 和螺母的摩擦因数能始终稳定在0．06～0．12之间 (弱摩擦)，可用预紧力一扭矩图来确定其装配拧紧 扭矩。 螺栓的预紧力一扭矩图是一个非常有用的工 具，它能帮助我们设计螺栓装配时的拧紧扭矩、选择 螺栓强度等级或尺寸、确定螺栓延时断裂试验的拧 紧扭矩。利用预紧力一扭矩图，不但可以判断选用的 螺栓强度等级或尺寸是否合适，还能进行螺纹紧固 件装配失效分析。 参考文献： [1】刘建文，螺纹联接及拧紧技术【J】，汽车工艺与 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ， 1999(7)． 【2】刘建文等．螺纹紧固件摩擦因数的测量及其应用 [C]，全国螺纹紧固件及装配技术研讨会论文集， 2000． 【3】PsA 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 c100050，《螺裣特性检验》[s1． DiagramofScrewTighteningForce—torqueandItsApplication I．IUJian—wen (Don出hg—CitmenAutomobileCompany，LTD，wuhanHubei430056，China) Abstr叠ct：Theestablishmentmetllodofsrewtighteningforce—torquediagramisintmduced，theapplicationofthediagramtothe designoftighteningprocessfbrto}quetighteningmethodispresented，andtheapplicationstotheselectionofsrewgradeandsize andtothedecidingthetorqueforscrewdelayfhcturetestaredescrjbed， Keywords：screwfastener．tighteningforce—torquediagram；torquet培hteningmethod；delayfracturetest (责任编辑文 楫) 通常，在空难中坠落的飞机内，遇险者顶多只有lmin左右的时间从坠落后燃烧的飞机上逃离出来，但最近美国麻省 波士顿大学的研究人员发明了一种塑料，可以帮助更多的人在空难中活下来。因为有了这种灵巧塑料制造的机身，遇难者 可能有10min的逃生时间。 据美国联邦航空管理局的资料，在坠毁的飞机中，有40％的人是在坠落后接着发生的火灾中死亡的。如果飞机的许 多易燃塑料零件是用阻燃的聚合物制造。旅客就可能有更多的时间安全离开飞机。 波士顿大学的研究人员研制的新材料称为聚羟氨基化合物，这种塑料在加热到约200摄氏度时就分解成刚性的抗燃 烧的聚苯基化合物，同时释放出水蒸气到大气中帮助灭火灾。在大多数现代的大型商业飞机中，机舱内部是用数吨的易燃 塑料制造的，如果机舱温度太高，像地毯、头顶上的储藏箱、隔板，甚至厕所，全都可能释放易燃气体和有毒烟雾。而聚苯基 化合物是现在最安全的多用途材料，它能代替易燃塑料，甚至可以把它当成编制生产座位罩的纤维。 理论上，聚苯基化合物可以用在飞机机舱内部的任何部位。问题是它像干燥的泥土模型，实际上不能用它生产任何东 西。因此，威斯特摩兰的科研小组打算寻找一种能在加热时分解聚苯基化合物的聚合物。而聚羟氨基化合物，它在加热时 有10％变成水蒸气。 一旦聚羟氨基化合物分解成聚苯基化舍物，它就能保持足够的强度支持飞机的结构，并在900摄氏度之前保持稳 定。这就可以使乘客赢得10min的时间撤离。而现在的飞机只有1min的时间。 迄今为止，用聚羟氨基化合物制造机身零件只进行了少量试验。今后要解决的问题是，使这种材料能保持稳定的色彩 和它附着在其他材料上的能力。因为用户不会接受一种色彩随时间而变化的飞机． 一8一 (添 艺) 汽车工艺与材料 万方数据