首页 >> 起重葫芦

紧固螺栓头还是紧固螺母浅析螺栓螺母拧紧力矩船舱盖

发布时间：2022-07-21 19:46:29 来源：科马机械网

经常被问到是应该拧紧螺母还是螺栓头部？答案取决于采用哪种拧紧工艺。但对于扭矩控制的拧紧，无论是拧紧螺母并固定螺栓头部，还是拧紧螺栓头部并固定螺母，都非常重要。拧紧过程的总目标是获得一致的螺栓预紧力，在拧紧过程中控制扭矩，并完成后续检查核实，以确保达到规定的扭矩，是实现此目标的常见方法。

图1扭矩-预紧力关系

当在拧紧期间测量施加的扭矩和螺栓中产生的张力（预紧力）并绘制在图表上时，扭矩和张力之间存在线性关系，螺栓张力与施加的扭矩成正比这一点可以用图表来说明，图表是基于实验结果的，如上图1所示根据这些试验结果，可以确定所需螺栓预紧力的适当扭矩。

使用扭矩控制的一个缺点是，对于给定的扭矩值，螺栓预紧力可能会有显著的变化，产生这种现象的原因有很多，例如扭矩的施加不准确，螺纹的尺寸变化，以及其它一些孔的尺寸变化，但主要因素通常是由于被旋转的接触面之间的摩擦变化。

图2典型扭矩分布

从试验中可知，约50%的拧紧力矩在克服螺栓头部或螺母面（无论是否是旋转的面）下的摩擦时被消散。通常只有总扭矩的10%到15%用于拧紧螺栓，其余部分用于克服螺纹和正在旋转的接触面（螺母面或螺栓头部）上的摩擦，

如上图2所示的饼图所示，相对较小的螺母表面摩擦变化可对螺栓预紧力产生显著影响，由于克服摩擦可能需要更多的扭矩，因此螺栓伸长所需的扭矩更少，因此会对预紧力产生不利影响，如果螺母表面下的摩擦力减小，那么，对于给定的扭矩，螺栓预紧力将增加。

图3所示的图表可能是最常见的情况，即连接处的上下板由相同的材料制成，具有相同的光洁度，并且通过两个板的孔尺寸相同，对于此类连接，当螺母表面和螺栓头部尺寸具有相同的直径和光洁度时，螺栓头部或螺母是否拧紧将无关紧要，

有些人认为拧紧螺栓头部而不是螺母会影响螺栓杆部的扭转，螺栓杆部的扭矩取决于螺纹摩擦扭矩，对于给定的光洁度条件，螺纹摩擦有一些分散性，但不取决于螺母或螺栓头部是否拧紧，如果螺纹摩擦扭矩保持不变，无论螺栓头部或螺母是否拧紧，杆部的扭矩都将相同。

图4显示了连接部位的板材为不同材料（例如一种为钢，另一种为铝）或具有不同涂层（例如一块板材镀锌，另一块涂漆）的情况在这种情况下，一般来说，螺栓头部或螺母是否拧紧很重要的原因是每个面都有不同的摩擦系数，

如果拧紧力矩是通过测试或通过查看表面的摩擦特性（例如基于螺母表面）来确定的，则螺栓头部表面可能具有不同的摩擦系数，如果它有一个较低的摩擦值，那么预载将增加，如果螺栓头部被在极端情况下拧紧，摩擦力差异较大，则可能发生螺栓断裂。

图5说明了当顶板上的间隙孔与底板上的间隙孔不同时的情况，这种情况比较常见，旋转零件（螺母或螺栓头部）上有一个有效的摩擦半径，通常取间隙孔和外承载面半径的平均值。

由于在所示情况下，螺栓头的半径比螺母的半径大，因此拧紧螺栓头部而不是螺母会导致螺栓预紧力减小，其他因素（如摩擦）相同。这是螺母或螺栓头是否能合理有效拧紧情况的另一个例子。

图6螺栓和螺母头部不同形状

当螺栓头和螺母之间存在样式和尺寸差异时，如图6所示，与前一种图5情况类似，螺栓头部和螺母垫圈接合面之间的摩擦半径差异导致预紧力预拧紧负载的影响，

在这种的情况下，当螺母和垫圈贴合，螺栓头部固定连接时，会出现摩擦系数会有差异并将进一步增加可变性。

除了减少接合面上承载应力的常见原因外，垫圈偶尔也被用作减小摩擦分散的一种方法。垫圈和螺母表面之间的摩擦条件可以合理地定义和控制，比通常的接合面更能确定和控制。通过控制摩擦力，可以更可靠地实现预加载，

为此，需要在垫圈的内径上达到紧配合。实现这一点的一种方法是使用SEMS装置（其中垫圈固定在螺栓杆部上）同样的方法也可以通过使用KEPS装置（将垫圈固定在螺母上）来实现。

通常来看，当使用扭矩控制时，通过旋转螺栓头或螺母来拧紧螺栓（不明确指定）可能会有问题，最好指定哪一部分应拧紧，以使螺栓预紧力变化最小化。