发布日期：2026-03-04 16:00:20
来源
： 网络
作者
：佚名
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有没有想过，大家拧了几十年的螺丝，可能都 没~有~拧~紧！生活中大到过山车用的手臂粗的大螺栓，小到指甲钳用的小螺栓，将螺栓拧紧都是紧固工艺中非常重要的工序。一、特殊螺纹连接件的装配，应执行工艺卡上的力矩要求进行自检。二、普通螺纹连接件的装配，一般用感觉判断拧紧程度，方法如下：1、有弹簧垫圈的部位，应观察弹簧垫圈的开口是否完全压平，若是表示已拧紧。2、无弹簧垫圈或有弹簧垫圈但难以观察的部位，用适当的开口扳手，以拧紧的方式进行检验，若扳手不转可视为紧固。3、用定值扳手复紧。在螺栓的拧紧过程中，实际转化为螺栓夹紧力的扭矩仅占10%，其余50%用于克服螺栓头下的摩擦力，40%用于克服螺纹副中的摩擦力,这就是“541”规则，主要反映夹紧力与摩擦力之间的关系。但若施加一定的改善措施（如涂抹润滑油）或螺纹副中存有缺陷（如杂质、磕碰等），该比例关系会受到不同影响而改变。
拧紧过程的主要变量
一、扭矩(T)：所施加的拧紧动力矩,单位牛米(Nm)；二、夹紧力(F)：连接体间的实际轴向夹(压)紧大小，单位牛(N)；三、摩擦系数(U)：螺栓头、螺纹副中等所消耗的扭矩系数；四、转角(A)：基于一定的扭矩作用下，使螺栓再产生一定的轴向伸长量或连接件被压缩而需要转过的螺纹角度。拧紧中的扭矩分配，拧紧一颗螺栓，需要施加一定扭矩旋转一定角度后才可以完成，这部分的扭矩+角度所做功最终转为三个部分：
1、螺栓头下摩擦力消耗
2、螺纹副摩擦力消耗
3、产生预紧力
这个也可以根据以下公式得出：
Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk))
Fm = 夹紧力 P = 螺距 μg = 螺纹副摩擦系数 d2 = 螺栓直径
Dkm = 螺栓头表面尺寸= (dw + dh)/2 μk = 螺栓头表面摩擦系数f
一般而言，这三者的比例在10%，40%以及50%，这部分能量的消耗很容易直观的体会到：10%的夹紧力做功体现在螺栓的被拉伸，40%和50%体现了螺纹副以及螺栓头下拧紧后摩擦力导致的发热。
为了便于分析，假设螺栓材料的硬度非常低，像弹簧一样，那么螺栓拧紧后的状态就应该是压缩的弹簧。
扭矩控制法就是：当拧紧扭矩达到某一设定的控制扭矩时，立即停止拧紧的控制方法。优点：控制系统简单、直接，易于用扭矩传感器或高精度扭矩扳手来检查拧紧的质量。缺点：控制精度不高（预紧力误差±25%左右），也不能充分利用材料的潜力。二、 扭矩-转角控制法
转角控制法就是：先把螺栓拧到一个不大的扭矩后，再从此点开始，拧一个规定的转角的控制方法。优点：螺栓轴向预紧力精度较高(±15%)，可以获得较大的轴向预紧力，且数值可集中分布在平均值附近。缺点：控制系统较复杂，要测量扭矩和转角两个参数；且质检部门也不易找出适当的方法对拧紧结果进行检查。三、屈服点控制法
屈服点控制法就是把螺栓拧紧到屈服点后，停止拧紧的一种方法。优点：拧紧精度非常高，预紧力误差可以控制在±8%以内；但其精度主要取决于螺栓本身的屈服强度。缺点：拧紧过程需要对扭矩和转角曲线的斜率进行动态的、连续的计算和判断，控制系统的实时性、运算速度等都有较高的要求。
此外，螺栓的初始设计是按照如在10%，40%以及50%的比例来分配三者关系的，如果实际的过程中改变了三者的比例关系，会出现扭矩“合格”，夹紧力不合格的情况。螺纹副被额外润滑
此时螺纹副摩擦系数降低，摩擦力矩变小，施加的扭矩“转移”给夹紧力，后果有可能是：螺栓拉断或者工件变形。
此时螺纹副摩擦系数增加，有可能扭矩合格后夹紧力不足。
其他改变摩擦系数的常见情况有：涂层材料改变，涂层厚度变化，螺栓/螺钉公差，与螺帽旋转接触面摩擦系数，工具转速，垫片增加/减少等。
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