螺栓擰緊力矩對振動的影響（摩擦係數對螺栓擰緊力矩的影響）

2023-09-23 14:45:35 2

簡介

螺栓組聯接中，每顆螺栓預緊力的一致性將影響被聯接件接合面上壓力分布的均勻性，因而也影響各局部變形量的均勻性。即使用相同的預緊力矩，擰緊螺栓組中的螺栓，其相鄰的螺栓上的預緊力也會發生變化，也就是說，螺栓組中各個螺栓預緊時將會相互影響。相互影響的因素很多，包括被聯接件的結構（背聯接件厚度，形狀，螺栓間距等）和擰緊的方式（擰緊順序，擰緊次數，擰緊速度等）

為儘量減少螺栓組預緊時的相互影響，需制訂出合理的擰緊順序。例如：法蘭聯接組預緊時，應相對於法蘭中心順序擰緊，典型的擰緊順序如圖所示：

擰緊時，不能一次擰到預定的預緊力，而應分多次，階梯形遞增擰緊。如：第一輪擰緊，預緊力矩設定為規定數值的1/2；第二輪擰緊，預緊力矩設定為規定數值的3/4；第三輪擰緊，扭矩設定為規定數值100%。多次擰緊，預緊力的離散度小，一致性比較好，通常，分2~4次擰至規定的數值比較合適。

拆卸時，同樣分多輪進行預緊力的釋放，切不可單獨的完全擰松某顆或某幾顆螺栓，拆卸順序則與擰緊順序相反。

螺紋連接件的摩擦係數包括：螺紋摩擦係數μ1、支撐面摩擦係數μ2以及總摩擦係數μ。影響螺紋連接件摩擦係數的因素眾多，包括：

螺栓的材質、形狀，成型工藝、熱處理工藝

螺栓鍍層的厚度、種類和一致性

螺栓的預緊工具及預緊速度

螺栓的潤滑劑種類及潤滑方式

螺栓的使用次數

安裝時的環境溫度等

以上因素，大多和摩擦有一些聯繫，如果摩擦過大、過小或者不穩定，則預緊力達不到設計意圖。

摩擦係數影響施加於螺栓上的扭矩轉化為軸向預緊力的效率，摩擦係數愈小，其轉化為預緊力的效率愈高，但通常情況下，效率問題並不是主要問題。主要的問題是：摩擦係數影響預緊力的離散度。實踐證明：加適當的潤滑劑能夠降低摩擦係數，並能夠減少預緊力的離散度。

圖1為美國雷蒙德工程研究所採用加和不加二硫化鉬潤滑脂的方式，對汽輪機缸套用雙頭螺柱進行試驗的結果：

圖中A是用二硫化鉬潤滑脂潤滑所得結果，可以看出，線束比較集中

圖中B未經過潤滑，線束明顯分散得多。

因此，我們可以得出結論：採用扭矩法預緊螺栓時，如需得到準確的預緊力，應對螺栓塗抹有效的潤滑劑。

螺栓連接類型與應用場合預緊力/屈服點a.受剪的鉸制孔螺栓連接
b.拉伸載荷極小的螺栓連接，如:地腳螺栓
c.有因較大應力腐蝕而斷裂風險的螺栓連接0.10~0.20a.有墊片的密封螺栓連接0.35~0.40a.沒有墊片的密封螺栓連接，這種連接承受拉伸載荷並且必須滿足安全規範的要求
b.壓力容器螺栓連接預緊力的上限0.50~0.60a.為了避免振動鬆脫或疲勞等壓緊力過小的場合
b.主要根據裝配中所用預緊力控制方式和螺栓是否允許拉力超過屈服點選擇預緊力
c.採用扭矩扳手擰緊時的預緊力上限0.70a.螺栓強度或拉力在裝配時可以測量的場合0.85~0.95a.鋼結構螺栓連接，該連接依靠摩擦力抵抗橫向外載荷
b.外載荷必須預先準確知道並且螺栓允許拉力超過屈服點，螺栓經過熱處理提高強度的同時仍有足夠韌性的場合。1.00

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