螺紋摩擦系數(shù)

了解扭矩系數(shù)的重要性（教材）?般來(lái)說(shuō).生產(chǎn)廠對(duì)高強(qiáng)度螺栓的生產(chǎn)環(huán)節(jié)比較重視，但很少有企業(yè)關(guān)注售后情況，這是阻礙中國(guó)緊同件企業(yè)向高端發(fā)展、走向世界的瓶頸口高強(qiáng)度緊同件的安裝使用，直接關(guān)系到緊固件的質(zhì)量與使用壽命的重要環(huán)而招矩系數(shù)就是鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接副的重技術(shù)參數(shù).I、扭矩系數(shù)及影響因數(shù)L扭矩、預(yù)緊力及扭矩系數(shù)三者之間的關(guān)系；M=K?P?dM—拉矩N?mK一和知系數(shù)（也稱摩擦系數(shù)）P一預(yù)緊力「也稱軸力KN）d一螺紋的公稱直徑m安裝M,使用單位對(duì)擔(dān)短俏很重視，這直接影響安裝時(shí)施工拉矩值,為什么同樣的招矩值，批產(chǎn)品能達(dá)到預(yù)期鎖緊的效果，而另批產(chǎn)生鎖緊效果不理想？首先我們要了解扭矩、粒緊力、扭矩系數(shù)三者存在的關(guān)系。除曲Mirax 扭矩圖■安裝時(shí)的扭矩、預(yù)緊力4扭矩系數(shù)的關(guān)系從圖中可以看出，如果螺栓極限強(qiáng)度定，抓矩定，招矩系數(shù)越小,則產(chǎn)生的緊固力越大：但是如果扣矩系數(shù)越大，則產(chǎn)生的緊固力越小。當(dāng)扭矩系數(shù)小到一定的程度.在一定的扭矩的作用下緊固力超過(guò)了螺栓的強(qiáng)度極限，高強(qiáng)度螺檢就會(huì)產(chǎn)生斷頭的現(xiàn)象；反之，扣矩系數(shù)過(guò)大，則產(chǎn)生的緊固力就會(huì)過(guò)小.螺栓連接副就達(dá)不到鎖緊的功能.連接副就會(huì)產(chǎn)生松動(dòng).岡此,要使緊固力在個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，則產(chǎn)品的招矩系數(shù)就要限定在今規(guī)定的范惘內(nèi)，目前國(guó)家緊固件標(biāo)準(zhǔn)GWT1231-2000對(duì)鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度螺栓連接副作了標(biāo)出規(guī)定，報(bào)矩系數(shù)K=0/l?0.15,標(biāo)準(zhǔn)偏差小于等于0。0,鋼結(jié)構(gòu)T程施「規(guī)范也作了同樣的規(guī)定.但是，在安裝的過(guò)程中，有許多人認(rèn)為招矩值越大，安裝越可亮，包括相、，數(shù)M的「程技術(shù)人外也有類似的認(rèn)同，實(shí)質(zhì)上他們對(duì)排矩系數(shù)的機(jī)理還不十分理解口2.標(biāo)準(zhǔn)偏差的函數(shù)公式:標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算公式如N4中X為樣本依，n為樣本數(shù)0因此，要求在同二?批的高強(qiáng)度緊固件中標(biāo)準(zhǔn)偏差近0?010,而且偏離度越小，對(duì)螺栓連接副安裝的安全性越高,有些螺栓連接副，標(biāo)準(zhǔn)偏差》0.310,形成離散度增加，會(huì)產(chǎn)生個(gè)別連接副的受到預(yù)紫力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)1或出超的現(xiàn)象，同樣會(huì)產(chǎn)生個(gè)別螺檢松動(dòng)或螺栓斷頭的情況，也必須用起重視，因此標(biāo)準(zhǔn)偏差與招拓系數(shù)是安裝扣矩確定的二個(gè)不可分例的參數(shù)。工預(yù)緊力（緊周力）F的確定:從T=K?F?d的公式中可以看出預(yù)緊力F的選定白：接影響到扭知系數(shù)的確定口一般選定原則是：預(yù)緊力取螺栓艱小拉力載荷的70%,（最小拉力載荷可以從GB/T309&1中查取）其安全系數(shù)為14如果要增加緊固"而螺栓的直徑無(wú)法加大，E以取螺柱屈服載荷的8酰，這樣安全系數(shù)下降為1-25,如果再增加預(yù)緊力,那么數(shù)值會(huì)接近屈服載荷,萬(wàn)一標(biāo)準(zhǔn)偏差出超,會(huì)達(dá)到甚至超過(guò)屈服載荷，個(gè)別螺栓就行可能會(huì)達(dá)到屈服點(diǎn)引起伸長(zhǎng)，繼而緊固力松弛后產(chǎn)生失效.預(yù)緊力取螺捽屈服載荷的50%--70%是比較安全實(shí)用的區(qū)間。二扭矩系數(shù)的實(shí)質(zhì)招矩系數(shù)屬F摩擦系數(shù)的范疇，是指在招轉(zhuǎn)狀況下的摩擦系數(shù)口通過(guò)螺紋間以及支撐血與夾緊血間的摩擦力的大小來(lái)決定扣矩系數(shù)的大小。摩擦分為有效摩擦和無(wú)效摩擦兩種，螺栓與螺母之間的摩擦是有效摩擦，通過(guò)施加切矩，有效摩擦?xí)孤菟菽钢饾u鎖緊，對(duì)安裝起積極的作用，而墊圈與夾緊面間的厚擦是無(wú)效摩擦，因此在安裝時(shí)應(yīng)盡量減少和避免口影響初矩系數(shù)的因數(shù)很多，主要有三個(gè)方面：K螺紋之間配合松緊度是重要影響因數(shù)，我們經(jīng)過(guò)多次試膾，螺皎間配合松的扣矩系數(shù)就小，反之扭矩系數(shù)就大f抒矩系數(shù)有隨螺紋配合松緊度的增大而減小的趨勢(shì)）。2、不同表面處理對(duì)扭矩系數(shù)的影響很大,從經(jīng)常使用的兒種友面處理狀況來(lái)看，不I可的衣血處理扭矩系數(shù)相差很大：（見(jiàn)衣一）表 ?不同不同處理的扭矩系數(shù)衣面處理種類扭矩系數(shù)及狀態(tài)達(dá)克羅0.18~0.26（干燥不潤(rùn)滑）磷化0.18-0.22（干燥不潤(rùn)滑）發(fā)黑0.25?0.30（干燥不潤(rùn)滑）磷身化0.1—QJ8（干燥不潤(rùn)滑）鍍鋅 0.25-0.30（干燥不潤(rùn)滑）3、衣:⑶泗而足刈川加樂(lè)數(shù)股可可取主寶I丹用懷：同樣一種表血處理，做潤(rùn)滑與不做潤(rùn)滑，扭矩系數(shù)差別很大，例如■達(dá)克羅涂覆鍍層,潤(rùn)滑后的打矩系數(shù)一?般均可控制在0.11?0.15范圍內(nèi),而旦可以根據(jù)產(chǎn)品的要求做不同的封閉潤(rùn)滑將扭矩系數(shù)控制在客戶要求比較狹小的范圍內(nèi)：但不做潤(rùn)滑的達(dá)克羅鍍層.我們經(jīng)過(guò)反夏的試驗(yàn)，一般打I矩系數(shù)在0.18?0.25范圍內(nèi)。因此，表面潤(rùn)滑是對(duì)扭矩系數(shù)影響最主要的指標(biāo)三、典型案例分析討論在港機(jī)某基地的GB/TM30X150鋼結(jié)構(gòu)大六角螺柱，衣面狀態(tài)為達(dá)克

羅1.,在扭矩系數(shù)測(cè)時(shí)中,連續(xù)兩次發(fā)生扭矩系數(shù)超差，分析一下原因:我公司送往港機(jī)某基地的產(chǎn)品是經(jīng)過(guò)我司測(cè)試，達(dá)到技術(shù)要求的（表）但用戶測(cè)試時(shí)卻出現(xiàn)了扭矩系數(shù)超標(biāo)（表三系雙方對(duì)產(chǎn)品的判斷存在爭(zhēng)議，我們將有爭(zhēng)議的小品送到權(quán)威的第三方機(jī)構(gòu)（上海緊固件與焊接研究所）進(jìn)行試驗(yàn)，，測(cè)試各項(xiàng)數(shù)據(jù)均達(dá)標(biāo)（及四，經(jīng)過(guò)討論,我司與用戶達(dá)成共識(shí)一一研究所的報(bào)告作為該產(chǎn)品的測(cè)試依據(jù)，產(chǎn)品合格。表二?我司的測(cè)試結(jié)果件數(shù)預(yù)緊力/KN扭矩/Nm扭矩系數(shù)平均扭矩系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)0?11?0.⑸1399.614930.1470」402337.613190.130334715030.144丸?.一?沿利蘆基地的涮試結(jié)果件數(shù)預(yù)緊力/KN扭矩/Nm扭矩系數(shù)平均扭矩系數(shù)〔標(biāo)準(zhǔn)0.11-0.15）一1一38719000.1630.172235420000.188337018500.]66在雙方存在比較明顯的差異的情況下我們找上海緊固件與焊接研究所對(duì)同一批產(chǎn)品進(jìn)行扭矩系數(shù)的測(cè)量,數(shù)據(jù)與我們測(cè)量的比較接近,具體測(cè)量情況如下I表四?上海:緊固件與焊接研究所的測(cè)試結(jié)果件數(shù)預(yù)緊力扭矩平均扭矩系］標(biāo)準(zhǔn)偏差/KN/Nm擔(dān)矩系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)要數(shù)0.11—0.15)求W0.01)138215000.1310,1320.0091236415000.137337016200.146436815000.136539215000.128638115000,131742814600114838215000.1312、產(chǎn)生偏差的原因分析:⑴.軸力儀：港機(jī)某基地的軸力儀已經(jīng)超過(guò)檢定的有效期，可能會(huì)影響測(cè)試數(shù)據(jù).⑵、扭矩扳手：基地的機(jī)械式的用矩板手，精確度不高。⑶、試驗(yàn)方法是雙方最大的差異：（2加載方法，江陽(yáng)基地在測(cè)試時(shí).軸力數(shù)值接近標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，是每40MM百逐次增加扭矩.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)均勻加載，反映出來(lái)的數(shù)據(jù)比較正確。逐次增加扭矩.每次40N.%在抗抵靜磨擦?xí)r已消耗殆盡，這樣反映出來(lái)的數(shù)值是0或略微上跳，數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真,造成偏差的朦因是靜磨擦與動(dòng)摩擦的區(qū)別.鋼鐵的捅磨擦系數(shù)（潤(rùn)滑條件下）為0.1?0J2,而動(dòng)磨擦系數(shù)為0.05-0」（這是指平行移動(dòng),在旋轉(zhuǎn)施力時(shí)摩擦系數(shù)變化更大）J%40NM的批矩增加時(shí)，大部分都是在克服靜摩擦力.因此,在川力機(jī)上顯示數(shù)值很小，有時(shí)甚至為0.這樣軸力相應(yīng)減小，引起扭矩系數(shù)增加，甚至超差，這是本次測(cè)試摩擦系數(shù)超差的原因所在。我們到緊固件研究所參觀學(xué)習(xí)，研究所的利量方法與我們基本相同，測(cè)量值也很接近,這更能說(shuō)明江陰基地加教方法不正確，導(dǎo)致數(shù)值偏離-（b）校檢〔為了證實(shí)上述論點(diǎn)，我們采用了兩種方法校驗(yàn).i，基地測(cè)試，底特校驗(yàn)?；販y(cè)試的切矩系數(shù)K值比底特測(cè)試的平均耍高0.01d竹底特測(cè)試，基地校驗(yàn)口測(cè)試結(jié)果非常接近，K系數(shù)值相差不到0.002,原因分析：在基地校驗(yàn)時(shí),扭矩的增加是平穩(wěn)的，與底特測(cè)試方法基本致.而基地在測(cè)試時(shí)，扭矩是逐次以40命的扭矩增加的。每次增加都是一個(gè)克服靜磨橡力的過(guò)程.象脈沖個(gè)接?個(gè)，反映的數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，引起了偏差口3、探討結(jié)論電子液晶顯示扭力板了精度高，測(cè)試數(shù)據(jù)正確.港機(jī)某基地在測(cè)試時(shí)，尤其姑要到達(dá)拼矩指標(biāo)時(shí)，逐級(jí)增加扭矩，每次增加扭矩，預(yù)緊力卻沒(méi)有增加，而是略微跳動(dòng)下，扭矩克服了摩擦力做功產(chǎn)生大病的熱,使螺栓尖部在大量的熱的情況下產(chǎn)生退火，降低了硬度，當(dāng)摩擦力產(chǎn)生的熱量達(dá)到一定的情況下,齒間保度低的螺栓螺紋被，啃”下塊（見(jiàn)圖川|的b），而圖六中的旦是底特測(cè)試,某基地校驗(yàn)的正常測(cè)試時(shí)的情況。a正常 b不正常圖二?被“哨』下螺栓螺紋照片經(jīng)過(guò)維式硬度測(cè)試，證明理論推斷是正確的（表五）表五,硬度測(cè)試數(shù)據(jù)編號(hào)硬度(HV)表面 1t芯部a353353355358377358b342344346355379362四、扭矩系數(shù)測(cè)定必須濘意的幾個(gè)問(wèn)題:1、批號(hào)：每批高強(qiáng)度緊固件的生產(chǎn)批號(hào)、材料批號(hào)、表面處理批號(hào)要致，三個(gè)批號(hào)一致則后，擔(dān)矩系數(shù)離散度小口2、設(shè)備及調(diào)試：(1)軸力機(jī)，扭矩扳手等測(cè)試設(shè)備要求選用精度高的產(chǎn)品,⑵川矩扳手在測(cè)試前必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn).⑶軸力機(jī)要在檢定有效期之內(nèi)0次測(cè)試方法：在測(cè)試時(shí)加載必須連續(xù)、均勻地增加，這是很重要的條,同時(shí)在測(cè)試中墊圈不能產(chǎn)生跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象.4.扭矩系數(shù)及網(wǎng)矩推薦值：這是生產(chǎn)單位的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅作參考。而止式安裝時(shí)環(huán)境、氣候、日期等條件變化，推薦值會(huì)有所變化，應(yīng)以實(shí)際使用時(shí)測(cè)定為準(zhǔn)。5、使用保管時(shí)注意幾個(gè)問(wèn)題：⑴每次安裝時(shí)必須進(jìn)行扭矩系數(shù)的拆定，數(shù)值在標(biāo)/規(guī)定的范用內(nèi)才能進(jìn)衽安裝,實(shí)裝后剩余的亡品「要按包裝要求重新歸攏空放虻⑵注意產(chǎn)品的保存期、倉(cāng)庫(kù)保管與周?chē)h(huán)境。例如,達(dá)克羅潤(rùn)滑劑能溶于水，受潮或淋雨后潤(rùn)滑劑減少，影響數(shù)值的正確性°⑶高強(qiáng)度螺栓連接副表面潤(rùn)滑很重要，其中螺母的潤(rùn)滑尤為重