文档介绍：【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
扭矩与拧紧技术原理./
一、拧紧的基本概念
拧任何机体均是由多种零件连接(即组装)起来的,而零件的连接有多种,
采用螺栓连接就是其中最常用的一种,而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧,
因而这“拧紧”也就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。
零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合,并为承受一定的动
载荷,还需要两被连接体间具备足够的压紧力,以确保被连接零件的可靠连
接和正常工作。这样就要求作为连接用的螺栓,在拧紧后要具有足够的轴向
预紧力(即轴向拉应力)。然而这些力的施加,也都是依靠“拧紧”来实现的。
因而,我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。
在螺栓拧紧时,总体的受力情况是,螺栓受拉,连接件受压;但在拧紧
的整个过程中,受力的大小是不同的(见图1),
屈服
大体上分为下述几个阶段: TF
⑴在开始拧紧时,由于螺栓未靠座,故压紧力F为零; 断
T
但由于存在摩擦力,故扭矩T保持在一个较小的数值。裂
⑵当靠座后(Z点),真正的拧紧才开始,压紧力F和拧 F
矩T随转角A的增加而迅速上升。 A
⑶达到屈服点,螺栓开始朔性变形,转角增加较大而压 Z 图 1
紧力和扭矩却增加较小,甚至不变。
⑷再继续拧紧,力矩T和压紧力F下降,直至螺栓产生断裂。
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
力矩率R所表示的是力矩增量△T对转角./△A的比值(见图2),即:
R=△T /△A (1)
T T
ΔT
ΔA
A A
图 2 图 3
硬性连接的R值高,软性连接的R值低。R值与螺栓的长度、连接中各件之间
的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。摩擦系数的变化,是影响力矩率的主要
因素。此外,再加上垫圈、密封垫片等引起的弹性变化,装配线上同样螺纹
连接之间的力矩率变化可能超过百分之百,这样,力矩/转角的曲线就可能
落在图3斜线中的任何位置。 F μ=0 μ=
μ=
从图4中可见,同一力矩T值,而由于摩擦系
数μ值的不同,压紧力F可能相差很大。所μ=
以,摩擦系数μ对压紧力F的影响是非常大μ=
的。这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、μ=
螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。
T
图 4
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
装配工作按精度等级分为三类
安全等级
质量等级
客户定义等级
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
测量拧紧
效果
T
我们能够测量的是扭矩T
张力
剪切力
剪切力 F F
F F
抗张力我们想要得到的是夹紧力F
张力
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
螺拴与连接件的关系
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
螺拴和连接的变形
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
螺栓连接的变形关系
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
轴向工作载荷的影响
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】 ./
旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧我们需要的是连接件中的夹紧力
通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧
•••
【超过15年刀具应用经验,不仅仅是专业】
./
施加的扭矩并不象夹紧力那么简单
力(F)*力臂(L) = 扭矩(M)
螺栓旋转的越多,得到的扭矩越大
但是, 夹紧力, 10%
• 90% 的扭矩被摩擦力消耗螺纹副中的摩
擦了, 40%
•只有10%的扭矩转化为夹紧力
螺栓头下表面的
摩擦力, 50%