螺栓摩擦系数的影响因素

  一、前言:  不同的工艺条件对螺栓当量摩擦系数的影响,为准确控制螺栓预紧力及采用合适的联结结构提供依据。  螺栓连接的预紧力对接头的可靠性和疲劳寿命有很大的影响,预紧力越大,联结可靠性越好、联结寿命也越长。但是,较大的预紧力可能破坏联结夹层的破坏,所以,控制螺栓的预紧力是很有必要的。但是,在实际安装中,直接控制预紧力是非常困难的,而是通过控制拧紧扭矩的方式间接控制扭矩的。  所以,了解拧紧扭矩和预紧力之间的关系是非常重要的,这也是控制预紧力的关键。  二、理论依据:

  螺栓拧紧力矩与预紧力力的关系表达式:

  式中:  M:拧紧力矩  P:预紧力  R:螺母承力面的外半径  r:螺母承力面的内半径  γ:螺纹升角  ρ:螺旋副当量摩擦角  fc:螺母与磨擦面间的摩擦系数  t:螺距  β:螺纹半角  f’:螺纹副摩擦系数  f:当量摩擦系数  对摩擦系数影响的因素有:  1. 1. 润滑条件;  2. 2. 支撑面材料;  3. 3. 表面处理;  4. 4. 螺栓规格;  5. 5. 螺栓材料;

  试验数据:(采用HY-1000N.m型多功能螺栓紧固分析系统进行测量。)

表一
螺栓规格	表面处理	润滑剂	支撑面材料	f
M5	镀锌钝化	201	30CrMnSiA	0.101
M5	镀锌钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.094
M6	氧化	201	20	0.182
M6	镀锌钝化	201	30CrMnSiA	0.116
M6	镀锌钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.095
M6	镀镉钝化	201	30CrMnSiA	0.111
M6	镀镉钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.089
M8	镀镉钝化	201	30CrMnSiA	0.096
M8	镀镉钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.085
表二
螺栓规格	表面处理	润滑剂	支撑面材料	f
M6	氧化	201	20	0.182
M6	氧化	MoS2	20	0.157
M6	氧化	MoS2	30CrMnSiA	0.114
M6	镀锌钝化	201	20	0.135
M6	镀锌钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.095
M6	镀镉钝化	201	30CrMnSiA	0.11
M6	镀镉钝化	MoS2	20	0.092
M8	氧化	201	20	0.179
M8	氧化	MoS2	20	0.156
M8	氧化	MoS2	30CrMnSiA	0.107
M8	镀锌钝化	201	20	0.126
M8	镀锌钝化	MoS2	20	0.084
M8	镀锌钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.082
M8	镀镉钝化	201	20	0.118
M8	镀镉钝化	201	30CrMnSiA	0.099
M8	镀镉钝化	MoS2	20	0.082
M8	镀镉钝化	MoS2	30CrMnSiA	0.081
表三
螺栓规格	螺栓材料	表面处理	f
M6	38CrA	镀镉钝化	0.087
M6	GH2132	螺母镀锌	0.087
M8	GH2132	螺母镀铜	0.11
M8	GH2132	螺母镀银	0.109
M8	40CrNiMoA	镀镉钝化	0.085

表四
螺栓规格	表面处理	润滑剂	螺栓材料	支撑面材料	f
M6	镀锌钝化	MoS2	25	30CrMnSiA	0.095
M6	镀锌钝化	MoS2	30CrMnSiA	30CrMnSiA	0.095
M6	氧化	201	25	20	0.182
M6	氧化	201	30CrMnSiA	20	0.182
M8	镀镉钝化	MoS2	25	30CrMnSiA	0.099
M8	镀镉钝化	MoS2	30CrMnSiA	30CrMnSiA	0.096
M8	镀镉钝化	201	30CrMnSiA	30CrMnSiA	0.085
M8	镀镉钝化	201	40CrMnSiA	30CrMnSiA	0.085
表五
螺栓规格	表面处理	润滑剂	螺栓材料	支撑面材料	f
M6	镀锌钝化	201	30CrMnSiA	LY12-CZ	0.153
M6	镀锌钝化	201	30CrMnSiA	30CrMnSiA	0.116
M8	氧化	MoS2	25	20	0.154
M8	氧化	MoS2	25	30CrMnSiA	0.106
M8	镀锌钝化	201	25	LY12-CZ	0.144
M8	镀锌钝化	201	25	20	0.127

  三、试验结果对摩擦系数的影响分析:  1.从表中可以看出,高强度螺栓对材料对摩擦系数的影响比较小;因为强度接近,其表面硬度也是比较接近的,所以,对于高强度螺栓来说,材料对当量摩擦系数的影响比较小;  2.螺栓规格不同,其摩擦系数是完全不同的,所以,不同的规格,其摩擦系数是完全不同的;  3.表面处理不同,摩擦系数是完全不同的,所以,同样的螺栓规格,不同的表面处理,其摩擦系数也是完全不同的;  4.支撑面材料不同,其摩擦系数是不同的,表面硬度越高,其摩擦系数越小,  5.润滑剂不同,其对摩擦系数的影响是完全不同的;  四、结论:  1.不同的螺栓、不同的支撑材料组合联结在一起,其摩擦系数是不同的;  2.支撑面材料、表面处理情况、表面硬度、表面粗糙度、表面润滑条件对摩擦系数影响是很大的;  3.通过拧紧扭矩间接控制预紧力,必须根据具体条件选择相应的摩擦系数。 相关推举:

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