影響緊固件摩擦系數的重要因素由上海衡翼為您解憂愁

點擊次數：2952 更新時間：2017-03-02

螺紋緊固件在汽車上的應用極為廣泛,螺紋聯接的可靠性主要取決于螺栓的軸向預緊力,而且螺紋副之間的摩擦系數對裝配扭矩的大小也起到關鍵的作用,在螺紋聯接中,影響緊固件摩擦系數的因素比較多。主要從墊片硬度、潤滑條件、裝配工藝、配合螺母的表面處理方式4個方面分析對緊固件摩擦系數的影響。

采用上海衡翼精密儀器有限公司生產的“緊固件摩擦系數試驗機、螺紋摩擦系數試驗機、螺栓緊固分析系統、標準件摩擦系數試驗機、緊固件橫向振動試驗機、防松振動試驗機、容克（安布內科）振動試驗機、螺栓模擬裝配系統”對緊固件的相關測試和分析。

緊固件生產企業、指導整車廠生產裝配均具有重要意義。前言以輕型載貨汽車某螺栓組為研究對象,從扭緊力螺紋連接因其承載能力強、互換性好、可拆卸矩分配、摩擦系數變化時軸向預緊力變化趨勢等等優點在現代汽車生產制造中應用廣泛,對整車質方面著手,詳細研究了螺紋摩擦系數及支承。

螺紋連接因其承載能力強、互換性好、可拆卸等優點，在現代化大生產中應用廣泛，對整機質量和安全性能具有重要影響。螺紋連接依靠螺紋副及被連接件之間的摩擦力傳遞載荷，摩擦力的大小與軸向預緊力有直接關系。軸向預緊力過大或過小都會對螺紋連接產生不利影響。軸向預緊力過小，螺紋連接承載能力、防松性能均達不到設計要求；軸向預緊力過大，螺紋接觸面應力值較大，容易引起螺紋變形、滑扣等機械損傷，降低螺紋連接可靠性。因此，為保證螺紋連接滿足連接實際工作需要，必須確定合理的軸向預緊力范圍。

當前對螺紋連接設計時，因國標、行標均未對螺紋緊固件的摩擦性能做具體要求，通常采用的方法是依據經驗公式、經驗數據計算扭緊力扭，當螺紋緊固件與被連接件的表面狀態發生變化時，會引起軸向預緊力過大或過小，導致螺紋連接出現斷裂、松動等質量問題。螺紋連接緊固過程中所需要的總扭矩力扭為克服螺紋螺旋副之間的摩擦所需要的扭緊力扭與克服支承面摩擦的扭緊力扭之和。

研究分別計算μf=μs=0.10，μf=μs=0.14，μf=μs=0.16，μf=μs=0.,20，μf=μs=0.25時各部分扭矩所占比例，不同摩擦系數下各部分扭矩所占比例見表1。

不同摩擦系數下各部分扭矩所占比例

摩擦系數

軸向預緊力扭矩Tf

螺紋摩擦消耗扭矩Tp

支承面摩擦消耗扭矩Tw

由此可知，螺紋連接件在擰緊過程中，只有約10%的扭矩用于產生軸向預緊力，其余90%的扭矩用于克服摩擦。隨著摩擦系數增加，用于產生軸向預緊力的扭矩所占總力矩百分比逐漸降低，扭矩利用率也逐漸降低，在總扭矩力不變的情況下，可能會出現實際軸向預緊力小于理論值的問題，影響螺紋連接設計功能的實現。因此，必須充分重視螺紋連接摩擦系數的研究。螺紋連接中，隨著螺紋摩擦系數和支承面摩擦系數增大，軸向預緊力明顯減小，當螺紋摩擦系數大于0.35、支承面摩擦系數大于0.3時，軸向預緊力降低趨于穩定。因此，實際生產中必須將螺紋緊固件的摩擦系數控制在一定范圍內，以防止軸向預緊力過大或過小，避免因螺栓斷裂、松動等質量問題導致螺紋連接功能失效。

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