螺栓基本拧紧技术，PPT图文基础知识
2019/12/05 21:22:52
基本拧紧技术
拧紧中的扭矩分配
拧紧一颗螺栓，需要施加一定扭矩旋转一定角度后才可以完成，这部分的扭矩+角度所做功最终转为三个部分：
1，螺栓头下摩擦力消耗
2，螺纹副摩擦力消耗
3，产生预紧力
这个也可以根据以下公式得出：
Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk)) 预紧力 螺纹副 螺栓头下 定义DefinitionsFm = 夹紧力clamping forceP = 螺距pitch of threadμg = 螺纹副摩擦系数friction value in threadd2 = 螺栓直径diameter boltDkm = 螺栓头表面尺寸 size of surface bolt (nut)-head Dkm = (dw + dh)/2μk = 螺栓头表面摩擦系数fricition value surface bolt-head
一般而言，这三者的比例在10%，40%以及50%，这部分能量的消耗很容易直观的体会到：10%的夹紧力做功体现在螺栓的被拉伸，40%和50%体现了螺纹副以及螺栓头下拧紧后摩擦力导致的发热。
螺栓的初始设计是按照如上图的比例来分配三者关系的，如果实际的过程中改变了三者的比例关系，会出现扭矩“合格”，夹紧力不合格的情况。
典型情况1：
螺纹副被额外润滑
典型情况2：
螺栓生锈或者螺纹副有油漆
此时螺纹副摩擦系数增加，有可能扭矩合格后夹紧力不足。
其它改变摩擦系数的常见情况有：
涂层材料改变，涂层厚度变化，螺栓/螺钉公差，与螺帽旋转接触面摩擦系数，工具转速，垫片增加/减少等。
拧紧技术中的螺栓螺母知识
螺栓拧紧是装配环节的重要环节，螺栓/螺母在产品寿命周期内必须稳定连接，否则有可能造成严重的质量事故，因为螺栓/螺母失效而导致的安全事故时有发生。
螺栓/螺母的失效方式有以下几种：
1. 强度不足
螺栓常见强度等级如下，如果螺栓制造商供应的螺栓不能满足对应的强度要求，螺栓连接的安全性也无法得到保障。
2. 螺纹副强度不足
按照ISO898要求，与螺栓配合的螺纹副/螺母强度要与螺栓本身强度相匹配，比如螺栓强度为10.9的螺栓，应采用强度为10的螺母。
3. 螺纹副高度
同样根据ISO898要求，螺母或者有效螺纹连接高度一般大于公称直径D的0.8以上，比如M10的螺栓与之匹配的螺母高度不得低于8mm。
螺栓/螺母机械强度测试
螺栓/螺母机械强度的测试方法很多，比较权威的方法是依据ISO898-1以及ISO898-2，对于螺栓的机械抗拉强度测试方法如下：固定螺栓两端，通过万能材料试验机产生轴向拉力，通过轴向拉力/轴向拉伸量获得螺栓的机械性能指标。
轴向拉力/轴向拉伸量：
螺母/螺纹副的机械强度测试，如下图示意：
1. 实验载荷一般在抗拉强度的88%-94%之间
2. 持续载荷15S
3. 需确保螺杆没有永久变形
4. 15S后手动可以将螺纹旋出，则表示螺母/螺纹副强度合格
小贴士：
螺栓/螺母的失效形式有：
滑牙，疲劳失效，涂层失效，螺纹副脱落，电化学腐蚀，拉断，剪断，过度衰减等。
拧紧中的扭矩分配
拧紧一颗螺栓，需要施加一定扭矩旋转一定角度后才可以完成，这部分的扭矩+角度所做功最终转为三个部分：
1，螺栓头下摩擦力消耗
2，螺纹副摩擦力消耗
3，产生预紧力
这个也可以根据以下公式得出：
Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk)) 预紧力 螺纹副 螺栓头下 定义DefinitionsFm = 夹紧力clamping forceP = 螺距pitch of threadμg = 螺纹副摩擦系数friction value in threadd2 = 螺栓直径diameter boltDkm = 螺栓头表面尺寸 size of surface bolt (nut)-head Dkm = (dw + dh)/2μk = 螺栓头表面摩擦系数fricition value surface bolt-head
一般而言，这三者的比例在10%，40%以及50%，这部分能量的消耗很容易直观的体会到：10%的夹紧力做功体现在螺栓的被拉伸，40%和50%体现了螺纹副以及螺栓头下拧紧后摩擦力导致的发热。
螺栓的初始设计是按照如上图的比例来分配三者关系的，如果实际的过程中改变了三者的比例关系，会出现扭矩“合格”，夹紧力不合格的情况。
典型情况1：
螺纹副被额外润滑
典型情况2：
螺栓生锈或者螺纹副有油漆
此时螺纹副摩擦系数增加，有可能扭矩合格后夹紧力不足。
其它改变摩擦系数的常见情况有：
涂层材料改变，涂层厚度变化，螺栓/螺钉公差，与螺帽旋转接触面摩擦系数，工具转速，垫片增加/减少等。
拧紧技术中的螺栓螺母知识
螺栓拧紧是装配环节的重要环节，螺栓/螺母在产品寿命周期内必须稳定连接，否则有可能造成严重的质量事故，因为螺栓/螺母失效而导致的安全事故时有发生。
螺栓/螺母的失效方式有以下几种：
1. 强度不足
螺栓常见强度等级如下，如果螺栓制造商供应的螺栓不能满足对应的强度要求，螺栓连接的安全性也无法得到保障。
2. 螺纹副强度不足
按照ISO898要求，与螺栓配合的螺纹副/螺母强度要与螺栓本身强度相匹配，比如螺栓强度为10.9的螺栓，应采用强度为10的螺母。
3. 螺纹副高度
同样根据ISO898要求，螺母或者有效螺纹连接高度一般大于公称直径D的0.8以上，比如M10的螺栓与之匹配的螺母高度不得低于8mm。
螺栓/螺母机械强度测试
螺栓/螺母机械强度的测试方法很多，比较权威的方法是依据ISO898-1以及ISO898-2，对于螺栓的机械抗拉强度测试方法如下：固定螺栓两端，通过万能材料试验机产生轴向拉力，通过轴向拉力/轴向拉伸量获得螺栓的机械性能指标。
轴向拉力/轴向拉伸量：
螺母/螺纹副的机械强度测试，如下图示意：
1. 实验载荷一般在抗拉强度的88%-94%之间
2. 持续载荷15S
3. 需确保螺杆没有永久变形
4. 15S后手动可以将螺纹旋出，则表示螺母/螺纹副强度合格
小贴士：
螺栓/螺母的失效形式有：
滑牙，疲劳失效，涂层失效，螺纹副脱落，电化学腐蚀，拉断，剪断，过度衰减等。