摩擦系数
在工业生产及日常生活中,螺丝、螺栓等紧固件看似不起眼,却是机械设备、建筑结构、汽车制造等高端装备中不可或缺的“连接纽带”。
汽车行业,动力系统、底盘悬架、车身结构等关键部位的紧固连接,为了确保高强度紧固件的预紧力精确传递,以及抑制震动载荷导致的松动失效,摩擦系数的控制是决定其性能的关键因素之一。
什么是摩擦系数?
预紧力(或轴力、夹紧力)是螺栓紧固件设计和服役的关键指标,螺栓在拧紧过程中施加的拧紧扭矩时会转化成预紧力,其中有一个关键因素影响这一转化过程,那就是摩擦力。在实际应用中,螺栓拧紧时施加的大部分扭矩用于克服摩擦力,仅约10%转化成夹预紧力。摩擦系数则是定义两个接触表面间摩擦力大小的物理量。
对螺栓类紧固件而言,它分为支撑面摩擦系数、螺纹摩擦系数以及总摩擦系数:
1. 支撑面摩擦系数μb:决定螺栓头部支撑面与接触面间的摩擦损耗;
控制摩擦系数为何重要?

得到较好的防松性能:
低摩擦系数的紧固件摩擦损耗较少,可产生较高的预载荷,但可能导致螺纹在振动中松脱(自锁效应减弱),一般会限制在0.08以上。
低应力低能耗:
摩擦系数过高会导致预紧力不足,拧紧时产生较高的应力又可能会导致紧固件发生屈服破坏,同时消耗更多能量。
预紧力控制:
螺栓的预紧力是保证连接可靠的关键。稳定的摩擦系数,能保证相同的拧紧扭矩下产生相同的预紧力,减少安全隐患。
延长服役寿命:
摩擦系数影响螺纹间的载荷分配,不均匀分布会加速疲劳裂纹产生,低摩擦可能加剧接触面的微动磨损。
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