拧紧螺栓时加到螺母上的扭矩和导入螺栓内的轴力间的关系成正比,因此,使用具有一定形状的螺栓、螺母、垫圈时,由于螺纹部分的有效直径(外径+内径)、螺纹牙的半角、螺纹的升角以及螺母和垫圈间接触面的平均半径均为定数,只要螺纹棉的摩擦系数和螺母垫圈间的摩擦系数确定,那么螺母上的扭矩和导入螺栓内的轴力的具体比例也会确定。
螺栓的扭矩系数与螺纹的尺寸、螺纹间的摩擦系数、螺母的尺寸以及螺母和垫圈的摩擦系数所决定。但是,对于螺栓的扭矩系数的值的大小来说,摩擦系数的变动比螺纹或螺母尺寸上数值的差异更有较大影响。不过,螺纹的螺距和螺牙角度的误差,造成表面上的螺纹摩擦系数值增大,也会影响螺栓的扭矩系数。
表3-1表示W3/4,W7/8,M20和M22的螺纹形状的常数,用该常数计算出来的螺栓的扭矩系数。
表3-3是W5/8螺栓
热处理后滚压螺纹(A),螺纹滚压后热处理(B),湿式镀锌(C)及电气镀锌(D)的4中螺纹情况进行比较。此外,还表示了第一次扭矩试验和将其松开后进行第2次试验的结果。试验结果表明,镀锌螺栓,第一次离散性大,第2次则摩擦系数变大,螺纹部分产生的合成应力变大到相当轴向应力增加50%以上。
在一般情况下,无论热处理后滚压螺纹的螺栓,或是螺纹滚压后进行良好热处理的螺栓,由于扭矩所产生的剪力,对合成应力的影响,按增大轴向应力20%来考虑就足够了。近年来普遍对螺母采用润滑处理,使扭转剪力减小,合成应力大多被认为增大了轴向应力的10%左右。
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