扭矩系数离散度

wangjf ：

影响扭矩系数和紧固轴力的因素还很多，当内在质量一定时，它的存储与运输条件，产品的包装、保管与密封状态也会影响。在出厂时已经按批配套包装，有相应的防水和密封要求。存储时应当成箱、在室内仓库、按批、分规格整齐码放，存放地周围尽量不要有水泥等粉尘较大的其它物品，因为发涩的尘土对润滑性能有影响。 运输或搬运时应轻拿轻放，防止损伤螺纹改变各相互之间的摩擦状态。 在保管过程中尽量不要开箱，以免破坏包装的密封要求，如果需要开箱，应当在开箱取出所需数量的螺栓后，按原包装要求重新包装好，以免开包后沾染灰尘、锈蚀或改变产品表面的润滑质量。 应当按照当天的施工进度要求有计划的领用，要求领多少必须用掉多少，不许乱扔乱放。 在使用过程中应当注意保护螺栓，不要沾上沙土或碰坏螺纹，每一套螺栓最好只旋合一次，不应反复旋上旋下，以免改变产品螺纹表面的润滑质量而影响产品的机械性能。

2010-09-03 12:09 本答案得分:3 0

上建平 ：

像这样的问题也是比较好解决的，在制成当中螺丝 螺母 垫片 都应做好批号管制。

2010-09-02 03:09 本答案得分:3 0

吴明然 ：

象钢结构螺纹副一样生产和配套就可以控制扭矩系数。 主要是通过润滑。 粗糙度。形位公差是影响，但是一批产品中相互误差不大。通过润滑就可以克服了

2010-09-01 05:09 本答案得分:3 0

阎振中 ：

3.摩擦系数与扭矩系数： 扭矩法易于理解，扭矩值与预紧力一般呈线性关系，因此在测量扭矩系数时操作简便，是最普遍，最常用的安装方法，但螺栓连接副在扭紧过程中损耗比较大，因此，紧固轴力值偏小。 安装扭矩分为三个部分：螺栓与螺母间的扭转摩擦 ，螺母与垫圈平面之间的平面摩擦 ，转化紧固轴力的安装扭矩。在安装时，大部分安装扭矩都在前两个摩擦中损耗，直接转化为预紧力的，只占紧固扭矩的10%左右。（见表一） 有关高强度紧固件做了大量实验，三部分的扭矩分配大致在以下范围内，螺纹间的摩擦损耗安装扭矩36%~39%；平面之间摩擦损耗安装扭矩51%~53%，真正转化为预紧力的扭矩只占10%~12%左右；而且粗牙螺纹与细牙螺纹也存在一定差别，细牙螺纹由于螺纹间接触面积比粗牙螺纹大，螺纹间摩擦损耗的安装扭矩还要大些，紧固轴力值只占紧固扭矩的10%左右。下面表一是螺纹摩擦系数，支承面摩擦系数与扭矩系数相互间的关系：其中 ---螺纹摩擦系数 ---支承面摩擦系数 K---扭矩系数 0.08 0.10 0.12 0.15 0.20 0.25 0.30 K K 0.08 0.117 0.130 0.113 0.163 0.195 0.228 0.261 0.10 0.127 0.140 0.153 0.173 0.206 0.239 0.271 0.12 0.138 0.151 0.164 0.184 0.216 0.249 0.283 0.15 0.154 0.167 0.180 0.199 0.232 0.265 0.297 0.20 0.180 0.193 0.206 0.226 0.258 0.291 0.324 0.25 0.206 0.219 0.232 0.252 0.284 0.371 0.350 0.30 0.232 0.245 0.258 0.278 0.311 0.343 0.376 表一： ， 与K之间的相互关系 在上表中，画阴影区域是我们在安装中经常碰到的研究区域，这个区域，在产品表面润滑后是可以达到的区域范围，制造厂家与使用单位对安装扭矩及几个系数的测量后，在一般状况下，均在这个区域范围内，其他区域是各种表面处理安装过程中所呈现的几个系数相互间的关系。 扭矩系数偏大，在安装时施加扭矩要大幅度地增加。扭矩过大，超过屈服点，会造成超拧，拉长，甚至断裂的情况；反之当安装扭矩确定后，如果扭矩系数偏大，分配到紧固轴力数值会偏小。在钢结构安装时规定扭矩系数0.11~0.15，目前一般制造厂在润滑状态下均能控制在这个区域，关键是如何控制好离散度，要使标准偏差在0.01以下范围内，而且偏差数值越小，说明紧固件的一致性越好，对安装可靠性也越有保障。

2010-08-31 04:08 本答案得分:5 0

阎振中 ：

我节选几断供你参考 1、扭矩系数的机理 扭矩、预紧力及扭矩系数三者之间的关系： T=K?F?d 其中； T－扭矩 （N?m） K－扭矩系数（也称摩擦系数） F－紧固力（也称轴力、预紧力KN） d－螺纹的公称直径mm 安装时，使用单位对扭矩值必须重视，这直接影响安装时的施工扭矩。为什么同样的扭矩值，一批产品能达到预期的锁紧效果，而另一批产生锁紧效果不理想？首先我们要了解扭矩、预紧力、扭矩系数三者存在的关系。 图一 安装时的扭矩、预紧力与扭矩系数的关系 从图一中可以看出，如果螺栓极限强度一定，扭矩一定，扭矩系数越小，则产生的紧固力越大；但是如果扭矩系数越大，则产生的紧固力越小。当扭矩系数小到一定的程度，在一定的扭矩的作用下紧固力超过了螺栓的强度极限，高强度螺栓就会产生断头的现象；反之，扭矩系数过大，则产生的紧固力就会过小，螺栓连接副就达不到锁紧的功能，连接副就会产生松动。因此，要使紧固力在一个标准的范围内，则产品的扭矩系数就要限定在一个规定的范围内，目前国家紧固件标准GB/T 1231-2000对钢结构用高强度螺栓连接副作了标准规定，扭矩系数K=0.11~0.15,标准偏差小于等于0.010。钢结构工程施工规范也作了同样的规定。 但是，在安装的过程中，有许多人认为扭矩值越大，安装越可靠，包括相当数量的工程技术人员也有类似的认同，实质上他们对扭矩系数的机理还不十分理解。 例1：某机车车辆公司，在自行设计的风力发电机中，规定了各项技术要求及参数，安装规范也有具体的要求。但是在第一台风力发电机的安装过程中，有三根螺栓产生断裂，影响了工程进展，同时对技术质量的可靠性，及螺栓连接副的质量产生了质疑？！ 为了寻找原因，他们将螺栓、螺母、垫圈的各项机械性能又重新测试了一遍，测量的结果均在技术要求的范围内。带着疑问，车辆厂的两位工程师来我公司咨询。通过了解，知道他们的安装扭矩定为1900N.m时，我立即指出：安装扭矩太大，由于扭矩大大地超过了正常数值，产生的轴向力已大大地超过了高强度紧固件的最小拉力负荷。 具体技术参数：螺纹公称直径M27；扭矩系数为0.138；安装扭矩他们公司规定1900N.m。 根据上述数据计算：F=T/Kd=1900/（0.138*27）=510KN。 而M27的最小拉力载荷（轴向力）为477KN，风机配件安装时的轴向力平均值已超过规定值。如果考虑到扭矩系数中的最小值为0.12，那么F= 1900/（0.12*27）=586KN，已经远远地超过了螺栓抗拉强度的拉力载荷，产生断裂、断头是必然现象，而且在扭转的过程中所受的拉力状况比抗拉强度试验中的拉力更复杂，更容易引起失效。因此，在紧固件专业标准中，对安装扭矩的推荐值考虑到这一复杂因数。 经过计算和分析，我公司推荐安装扭矩为1200~1300N.m，前提是扭矩系数要与我公司测定的一致，安装扭矩经过调整后，已顺利完成了风能发电机的安装，目前调整扭矩后的风力发电机已在内蒙风力发电场正常工作、发电。 2、扭矩系数的实质 扭矩系数属于摩擦系数的范畴。摩擦，一般指直线运动状态下产生的阻力，根据表面粗糙度不同而制定不同的摩擦系数。扭转时的摩擦比较复杂，扭矩系数是指在扭转状态下的摩擦系数。通过螺纹间以及支撑面与夹紧面间的摩擦力的大小来决定扭矩系数的大小。扭矩系数可以通过轴力机、扭力扳手和拉力传感器来测定的。 摩擦分为有效摩擦和无效摩擦两种，螺栓与螺母之间的摩擦是有效摩擦，通过施加扭矩，有效摩擦会使螺栓螺母逐渐锁紧，对安装起积极的作用，随着扭矩增加，紧固力不断上升，从而达到拧紧的效果。而垫圈与夹紧面间的摩擦是无效摩擦，因此在安装时应尽量地避免无效摩擦，才能正确的反映紧固件实际的锁紧状况。 影响扭矩系数的因数很多，经过多年来的实践和观察，我们认为，主要有三个方面： ⑴、 螺纹之间配合紧密程度是一个重要的影响因数，我们经过多次试验，螺纹间配合松的扭矩系数就小，反之扭矩系数就大（扭矩系数有随螺纹配合松紧度的增大而减小的趋势）。 由于螺纹间的配合测量比较困难，我们只能通过螺栓中径测量，把中径公差偏大的十个一组与中径公差偏小的十个一组进行分开测量，测量结果的平均值相对比较，可以得出定性的结论。 ⑵、不同表面处理对扭矩系数的影响很大，从经常使用的几种表面处理状况来看，不同的表面处理扭矩系数相差很大：（见表一） 表一?不同表面处理的扭矩系数 表面处理种类 扭矩系数及状态 达克罗 0.11～0.15（润滑） 0.18～0.25（干燥不润滑） 磷化 0.18～0.22（干燥不润滑） 发黑 0.25～0.30（干燥不润滑） 磷皂化 0.13～0.18（干燥不润滑） ⑶、表面润滑是对扭矩系数影响最主要的指标： ①扭矩系数可以通过表面润滑来进行调节，用达克罗涂覆＋润滑的高强度紧固件能够达到上述表格中的要求，经润滑后的达克罗涂层扭矩系数均能控制在0.11～0.15之间的范围内。 要选择合适的表面处理来控制紧固力，并且采用相应的扭矩，可以有效的进行安装。 3.摩擦系数与扭矩系数： 扭矩法易于理解，扭矩值与预紧力一般呈线性关系，因此在测量扭矩系数时操作简便，是最普遍，最常用的安装方法，但螺栓连接副在扭紧过程中损耗比较大，因此，紧固轴力值偏小。 安装扭矩分为三个部分：螺栓与螺母间的扭转摩擦 ，螺母与垫圈平面之间的平面摩擦 ，转化紧固轴力的安装扭矩。在安装时，大部分安装扭矩都在前两个摩擦中损耗，直接转化为预紧力的，只占紧固扭矩的10%左右。（见表一） 有关高强度紧固件做了大量实验，三部分的扭矩分配大致在以下范围内，螺纹间的摩擦损耗安装扭矩36%~39%；平面之间摩擦损耗安装扭矩51%~53%，真正转化为预紧力的扭矩只占10%~12%左右；而且粗牙螺纹与细牙螺纹也存在一定差别，细牙螺纹由于螺纹间接触面积比粗牙螺纹大，螺纹间摩擦损耗的安装扭矩还要大些，紧固轴力值只占紧固扭矩的10%左右。下面表一是螺纹摩擦系数，支承面摩擦系数与扭矩系数相互间的关系：其中 ---螺纹摩擦系数 ---支承面摩擦系数 K---扭矩系数 0.08 0.10 0.12 0.15 0.20 0.25 0.30 K K 0.08 0.117 0.130 0.113 0.163 0.195 0.228 0.261 0.10 0.127 0.140 0.153 0.173 0.206 0.239 0.271 0.12 0.138 0.151 0.164 0.184 0.216 0.249 0.283 0.15 0.154 0.167 0.180 0.199 0.232 0.265 0.297 0.20 0.180 0.193 0.206 0.226 0.258 0.291 0.324 0.25 0.206 0.219 0.232 0.252 0.284 0.371 0.350 0.30 0.232 0.245 0.258 0.278 0.311 0.343 0.376 表一： ， 与K之间的相互关系 在上表中，画阴影区域是我们在安装中经常碰到的研究区域，这个区域，在产品表面润滑后是可以达到的区域范围，制造厂家与使用单位对安装扭矩及几个系数的测量后，在一般状况下，均在这个区域范围内，其他区域是各种表面处理安装过程中所呈现的几个系数相互间的关系。 扭矩系数偏大，在安装时施加扭矩要大幅度地增加。扭矩过大，超过屈服点，会造成超拧，拉长，甚至断裂的情况；反之当安装扭矩确定后，如果扭矩系数偏大，分配到紧固轴力数值会偏小。在钢结构安装时规定扭矩系数0.11~0.15，目前一般制造厂在润滑状态下均能控制在这个区域，关键是如何控制好离散度，要使标准偏差在0.01以下范围内，而且偏差数值越小，说明紧固件的一致性越好，对安装可靠性也越有保障。

2010-08-31 04:08 本答案得分:4 0

咨询用户 ：

阎工能否具体说明一下，产品的一致性问题和产品偏差问题吗？谢谢

2010-08-31 01:08 本答案得分:3 0

咨询用户 ：

以上各位先进所言均极有道理。 螺丝的连接原理是通过依照界定的锁紧力将所有的部件接合一起而设计。所有紧固件业界的工程师都知道有数以打计的因子可能影响连接附的锁紧。工程师心中也都知道由于螺纹的摩擦有50-40-10 的扭力可能流失，计算扭矩的流失几乎源于头部、承面、螺纹部位的摩擦系数是不争的事实。 T(锁紧扭矩 )= μ(摩擦系数 ) x F（锁紧力） x f (比例因子) f是比例因子，数值取决于螺丝的几何形状。此公式清楚显示如果是螺丝的扭矩固定，而摩擦系数受楼上各位先进所提各种因素影响导致平均偏差(离散度)很高，那么预张力的波动就会很大，这种情况是不被接受的。因为如果摩擦系数太低，可能造成螺丝损伤；摩擦系数太高的话，就不能达到最小锁紧力，螺丝的连接就存在松脱的危险。基于这种情况，设计工程师和品保经理都要求一个稳定的摩擦系数(可计算性)，及尽可能低的摩擦系数的平均变量-离散度(安全装配需要)。为了满足这些要求，在螺丝表面涂覆摩擦系数稳定剂，使摩擦系数稳定在严格规定的平均偏差范围内，应可改善问题。 可參考: http://www.gleitmo-fuchs.com

2010-08-30 04:08 本答案得分:3 0

阎振中 ：

孟工说的对，这是一个很大的问题，涉及面很广泛，可以从以下八个方面去找原因：一是螺栓，螺帽，垫片必须同批制造；二是材料的选择必须达到性能要求，三是热处理状况；四是产品的一致性问题；五是表面状况必须一致；六是标准偏差必须达到要求，而且越小越好；七是安装方式方法；八是润滑状态、润滑部位。

2010-08-30 10:08 本答案得分:3 0

孟武功 ：

这样的提法如同“怎样做好紧固件”是一样的，不敢说一本书也最起码半本书不一定能写完。

2010-08-30 06:08 本答案得分:3 0

咨询用户 ：

实际上也很简单，就是产品的一致性问题，控制好每个工艺的制作质量。

2010-08-29 01:08 本答案得分:3 0