螺栓是工業(yè)中使用最廣泛的緊固件之一,通常通過向頭部和/或螺母施加扭矩來擰緊。當螺栓擰緊時,它被拉伸(預加載)。預加載張力是保持螺栓緊固、增加連接強度、在零件之間產生摩擦和提高抗疲勞性所必需的。推薦的預載力Fi是
對于可重復使用的連接:
對于永久連接:
At是螺栓的拉伸面積;Sp是螺栓的驗證強度
雖然上述公式看起來相當簡單,但預載張力Fi不容易測量或控制。通常的做法是將預載張力Fi一個更容易測量的量,即施加的扭矩T。
通常由扭矩扳手、螺母旋轉或指示墊圈獲得的扭矩為
d是螺栓的公稱外徑,并且K是校正系數,取決于螺栓的材料、尺寸、表面摩擦和螺紋。對于大多數小到中等尺寸的螺栓,K介于0.15和0.3之間。
作為粗略的近似:
干(未潤滑)中型鋼螺栓:K = 0.2非電鍍黑色表面:K = 0.3鍍鋅:K = 0.2鍍鎘:K = 0.16潤滑:K = 0.15 ~ 0.18
更復雜的扭矩公式如下:
P是螺紋的導程(螺距),Db是螺栓的平均直徑,Dn是螺母的平均直徑,k是摩擦系數,和是螺紋角度的一半(通常為30°)。這個公式雖然更完整,但很少使用,因為扭矩扳手讀數中包含的較大誤差(有時高達25%)。
實際工程操作中,對于緊固件的擰緊則具有不同的工況要求,其中夾緊力與扭矩的轉換僅憑借公式進行理論計算已經遠不能達到聯(lián)接可靠的驗收要求。此時需要通過專業(yè)的螺栓夾緊力檢測裝置進行實時的扳手扭矩校驗。
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