螺栓紧固为什么要用力矩+旋转角度拧紧?

一楼:

首先你必须要弄明白,我们无论是给螺栓上扭矩还是上角度,它的最终目的是为了保证螺栓的轴力,也就是保证两个被连接件的之间夹紧力。

在这里,你所说的扭矩并不等于轴力,扭矩和轴力存在一定的关系,但是这个关系受环境的影响很大,并不存在直接的换算公式。轴力是通过应变片螺栓或轴力测试机测出来的(这个测试比较复杂,一般在设计的时候进行,生产线上是无法进行的),你看到的某两个工件连接的时候,要求螺栓需要上多大的扭矩,原则上是根据这两个工件需要多大的轴力,逆测出来在达到这个轴力情况下,需要多大的扭矩,这个是组装工艺设计编排上的正确逻辑。

总而言之,螺栓的拧紧的含义是:我需要一个60N的轴力,而不是需要一个60N.M的扭矩,你要做的就是想办法给我提供一个这个大的轴力。

那么,螺栓在拧紧的时候怎样可以改变轴力呢?

有两大类,三种方法:

弹性拧紧——扭矩拧紧法(就是你说的给螺栓上扭矩)

塑形拧紧——转角拧紧法(就是你说的上角度)、屈服点拧紧法(这个是我认为最好的方法,不过很贵)

从分类上不难看出,上扭矩不会让螺栓变形,上角度其实是为了拉伸螺栓,让它在塑形范围内发生形变。

为什么在一些地方(比较重要的工件连接),既有扭矩要求又有角度要求呢?

我之前说了,*扭矩和轴力的关系受环境影响很大,特别是螺栓的摩擦系数和连接件的厚度和螺栓螺栓的长度公差的影响。有的时候,螺栓的摩擦系数很大,很快就拧到了要求扭矩,但是根本还有一截螺纹没拧。厚度与长度公差的问题,也基本类似。他们共同的结果就是,扭矩达到了,但是轴力没达到,或者是存在轴力无法满足要求的风险,因此,我们会在扭矩达标之后,再加一道角度,保证其轴力满足要求。

最后结论,螺栓的拧紧工艺是根据设计时轴力的要求进行的逆推,而扭矩+角度的拧紧工艺编排,是对工件及螺栓进行具体分析后,做出的一种保证轴力达到要求范围时的拧紧方法。

二楼:

你说的问题,应该是扭矩法和扭矩转角法的区别,扭矩法要求螺栓一致性,对摩擦系数要求特别严格;而扭矩转角法,会把摩擦系数的影响降到最低,从而得到一致性很好的夹紧力。扭矩转角法可以根据实际需求,拧紧到屈服前或者屈服后的。