通俗讲:拧紧力矩是把螺栓拧到目标预紧力的力矩;拧松力矩是螺栓从夹紧状态开始转动松开时需要的力矩,绝大多数情况下:拧松力矩 ≠ 拧紧力矩,很多现场容易搞混。
1、拧紧力矩 Tₜ(装配力矩)
公式(经典扭矩公式)
\(T_t=K\cdot F_f\cdot d\)
- \(T_t\):拧紧力矩 N・m
- K:扭矩系数(和摩擦系数强相关,螺纹摩擦、支承面摩擦;润滑、表面处理、油污、生锈都会改变 K)
- \(F_f\):螺栓预紧力
- d:螺栓公称直径
作用:装配时施加这个力矩,让螺栓获得设计需要的预紧力,压紧被连接件。
大部分力矩消耗在螺纹摩擦 + 螺母支承面摩擦,真正用来拉伸螺栓的力矩只占很小一部分。
2、拧松力矩 Tₗ(松开力矩,也叫拆卸力矩)
螺栓拧紧完成后静置一段时间,再反向拧开,刚开始转动瞬间测得的力矩。
核心现象:
- 刚拧紧立刻松:拧松力矩一般略小于拧紧力矩 拧紧结束后,螺纹接触面上的扭转变形回弹,螺纹摩擦阻力下降,即时松开会比拧紧力矩小。
- 存放一段时间后(时效、蠕变、微锈、咬合):拧松力矩经常>拧紧力矩
- 材料蠕变、接触面氧化、轻微锈蚀、螺纹微观咬合、杂质嵌入;
- 很多现场会遇到:当初用 100N・m 拧紧,拆的时候要 130‑180N・m 才拧得动。
⚠️重点误区: ❌不能用 “拧松测得的力矩” 反推当初装配预紧力! 拧松力矩受老化、锈蚀、表面状态影响极大,它不能用来复核装配拧紧质量。这是工程上高频踩坑点。
3、两者大小关系汇总
| 工况 | 拧松力矩对比拧紧力矩 | 原因 |
|---|---|---|
| 拧紧后马上拆卸 | Tₗ < Tₜ | 螺纹扭转应力回弹,摩擦阻力降低 |
| 存放一段时间,干燥无腐蚀 | Tₗ ≈ (0.8~1.2) Tₜ | 应力松弛,摩擦小幅变化 |
| 长期服役、轻微氧化 / 杂质 | Tₗ > Tₜ | 氧化、微观咬合、接触面污染 |
| 生锈、胶锁固(螺纹胶) | Tₗ ≫ Tₜ | 胶固化、锈蚀锁死螺纹副 |
4、和摩擦系数的关系(承接你之前问的螺栓摩擦系数)
- 拧紧过程:扭矩系数 K 由螺纹摩擦系数 μₛ + 支承面摩擦系数 μᵦ共同决定;摩擦越大,同样预紧力需要的拧紧力矩越大。
- 拧松过程:螺纹接触面状态已经改变(挤压、微动磨损、氧化),摩擦系数和拧紧时不再一致。
所以:就算同一颗螺栓,拧紧阶段的摩擦系数 ≠ 拧松阶段的摩擦系数。
5、工程实用要点
- 验收装配质量,不要测拧松力矩! 拧松力矩只能看 “能不能拆下来”,不能反算预紧力。校验装配优先用:扭矩‑转角法、超声波测螺栓伸长、螺栓测力传感器。
- 设计手册给的都是拧紧力矩,不会给出拧松力矩;拆卸力矩只能现场经验评估。
- 使用螺纹锁固胶:拧紧还是按标准拧紧力矩;但拆卸力矩会大幅上升,高强度胶甚至会拧断螺栓才松开。
- 重复拆装:螺纹摩擦状态持续变化,同一颗螺栓多次拆装,拧紧‑拧松力矩会漂移;重要连接不允许反复复用螺栓。
补充:扭矩‑转角视角
拧紧力矩是建立预紧;拧松力矩是克服已建立预紧 + 接触面摩擦。
拧紧:力矩→拉伸螺栓; 拧松:先要克服残余预紧带来的螺纹正压力产生的摩擦力,螺栓才会回转。