螺栓摩擦系數的影響因素

一、前言：

不同的工藝條件對螺栓當量摩擦系數的影響，為準確控制螺栓預緊力及采用合適的聯結結構提供依據。

螺栓連接的預緊力對接頭的可靠性和疲勞壽命有很大的影響，預緊力越大，聯結可靠性越好、聯結壽命也越長。但是，較大的預緊力可能破壞聯結夾層的破壞，所以，控制螺栓的預緊力是很有必要的。但是，在實際安裝中，直接控制預緊力是非常困難的，而是通過控制擰緊扭矩的方式間接控制扭矩的。

所以，了解擰緊扭矩和預緊力之間的關系是非常重要的，這也是控制預緊力的關鍵。

二、理論依據：

螺栓擰緊力矩與預緊力力的關系表達式：

式中：

M：擰緊力矩

P：預緊力

R：螺母承力面的外半徑

r：螺母承力面的內半徑

γ：螺紋升角

ρ：螺旋副當量摩擦角

f_c：螺母與磨擦面間的摩擦系數

t：螺距

β：螺紋半角

f’:螺紋副摩擦系數

f：當量摩擦系數

對摩擦系數影響的因素有：

1.                  1.  潤滑條件；

2.                  2.  支撐面材料；

3.                  3.  表面處理；

4.                  4.  螺栓規格；

5.                  5.  螺栓材料；

試驗數據：（采用HY-1000N.m型多功能螺栓緊固分析系統進行測量。）

表一

表二

表三

表四

表五

三、試驗結果對摩擦系數的影響分析：

1.從表中可以看出，高強度螺栓對材料對摩擦系數的影響比較小；因為強度接近，其表面硬度也是比較接近的，所以，對于高強度螺栓來說，材料對當量摩擦系數的影響比較小；

2.螺栓規格不同，其摩擦系數是*不同的，所以，不同的規格，其摩擦系數是*不同的；

3.表面處理不同，摩擦系數是*不同的，所以，同樣的螺栓規格，不同的表面處理，其摩擦系數也是*不同的；

4.支撐面材料不同，其摩擦系數是不同的，表面硬度越高，其摩擦系數越小，

5.潤滑劑不同，其對摩擦系數的影響是*不同的；

四、結論：

1．不同的螺栓、不同的支撐材料組合聯結在一起，其摩擦系數是不同的；

2．支撐面材料、表面處理情況、表面硬度、表面粗糙度、表面潤滑條件對摩擦系數影響是很大的；

3．通過擰緊扭矩間接控制預緊力，必須根據具體條件選擇相應的摩擦系數。

五、使用范圍：

該機針對各種材料進行扭矩、扭力性能測試和分析研究，廣泛用于航天航空、石油化工、機械制造、風電螺栓，生產螺栓和使用螺栓的企業、車輛制造、電線電纜、塑料橡膠、陶瓷建材、金屬材料及制品等行業，是國內*一家基于英國ARM公司32Bit-ARM微處理結構，通過日本交流數字控制器控制伺服馬達與高精度減速機配合日本光電編碼器使試臺靜態轉動，試臺能以0~1000°/min速度運行(或根據實際情況另設)。在測力源上使用高精度扭矩傳感器，其精度達到0.02%，靈敏度高，整個系統均達到0.5級精度以上，有效測力范圍為Z大力值的1/500到；扭矩精度為示值的±1%以內；扭角精度為示值的±1%以內；轉角速度精度為示值的±1以內；轉角測量精度為示值的±1以內。可根據GB、ISO、ASTM、JIS、DIN等標準進行扭矩、扭角、轉角、扭斷力、定轉數測扭矩、循環低周疲勞等力學試驗，可檢測出材料的扭矩-扭角、扭矩-時間、扭角-時間等相對應的參數。