VDI2230中关于拧紧系数和表格拧紧力矩的疑问

提问时间：2015-03-27

提问者：阎振中

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德国的VDI2230高强度螺栓连接系统计算，思维缜密，计算严谨，但有个地方一直不明白。在计算的第一步，即是通过选定的拧紧工具确定相应的拧紧系数a, 此拧紧系数是由于拧紧工具的拧紧力矩离散导致的，以定扭扳手为例，其拧紧力矩的离散程度为±23％~±43％，这个力矩应是分布在工具标定值的左右（此处是我认为的），通常系统计算里会采用1.7的拧紧系数，即该工具拧出的力矩的最大值和最小值的比。后期计算出所需的最小预紧力后，直接乘以拧紧系数得到如果要保证该最小预紧力，用特定的拧紧工具所可能达到的最大预紧力。之后在90％的利用率表格里查取满足此预紧力的螺栓等级等级，再通过螺栓头部摩擦系数和螺纹参数等在90％的利用率表格里查取相应的拧紧力矩。问题出在，拧紧力矩是通过离散范围的最大值选取的，如果用这个力矩选择定扭扳手，那么这个扭矩的浮动范围是在这个基础上上下波动，低则达不到设计的最小预紧力而造成浪费，高则很容易超过剩余的10％承载能力进入屈服区。以我的观点，似乎应该用拧紧系数的一半来乘以最小预紧力得到最大预紧力，这样最终得出的拧紧力矩才是工具标定值，实际拧出来的拧紧力矩才会是最低值为所需最小预紧力，最大值为90％螺栓利用率。请各位专业人士指导，其中的问题所在，或者说我的逻辑错误在哪里？

全部回复共 6 条

王凯：

我们的风机安装中采用低利用率，如果其计算逻辑是德标，采用液压拧紧，且试验确定摩擦系数，这样百分之七十的利用率，在考虑该拧紧方法下总离散系数1.2，及螺杆残余切应力之后，大约实际的轴向力为61％。如果采用的是国内的比较笼统的直接用这个利用率系数对应轴向力的话，离散会往两边进行，在有试验的情况下轴向力可能在65％到75％之间。这在理论上是没有问题的，只是德国可以用50支螺栓的连接，我们可能需要65支螺栓，没有达到最优而已。

德标里，这些工艺过程中产生的不可控因素都是在计算考虑范围内的；国内的这些因素是不在计算体系内的（顶多预估一个合成的摩擦系数），只是定性估计。

2015-04-20 04:04 本答案得分:3 0

王凯：

90％的利用率对于国内的螺栓是有风险的，风险是螺栓的质量不稳定，而不是摩擦系数拧紧力矩等的离散，因为依照此标准进行的计算，其所谓的利用率其实就是考虑了离散在内的可能出现的利用率最大值。而后面提出的松动原因里，其主要的原因如接触面预埋等已经进行了量化考虑。
这个无关利用率，即使是低的利用率，这些因素一样会导致松动。
国内之所以不敢用高利用率，大部分人是直接用这个利用率计算轴向力，计算思路是不同的，以国内的计算思路，70％的利用率，如果考虑到摩擦系数及扭矩离散，采用冲击定扭扳手产生的轴向力是很容易达到螺栓承载能力的百分之九十以上的。

2015-04-20 03:04 本答案得分:3 0

咨询用户：

做广告的，呵呵

2015-04-20 03:04 本答案得分:3 0

阎振中

：

稳砜公司（荷兰独资公司），提供的高强度紧固件，在检测、管理、质量控制很严格，这样保障了产品的质量及产品的一致性，这一点值得紧固件行业借鉴。

2015-04-10 03:04 本答案得分:3 0

阎振中

：

在风机行业安装中，我们提供的预紧力为最小拉力负荷的70——75％，比较安全可靠，在五年风机行业安装中，切实可行。在实际运行中，也会产生各种各种各样的问题，通过现场考察检查，大多数是安装时的工艺参数、安装方法、润滑的牌号、润滑脂的牌号、润滑脂的方式出现了问题。五年中没有预紧力数值提供不准确而产生的问题。（前提是我们公司通过的高强度紧固件经过严格地检测，产品的一致性控制得比较好。）

2015-04-10 03:04 本答案得分:3 0

阎振中

：

我认为预紧力采用90％的利用率风险很大，如果离散度大、螺栓的一致性差，个别螺栓很容易超过最小负荷，产生屈服，造成紧固件连接副失效，而且牵涉到的因素很多，德国的VDI2230标准中也谈到，预紧力的影响因素很多：?? 周围区域中其他螺栓的紧固
?? 接触表面的预埋
?? 通过旋转而自我松动
?? 材料的松弛
?? 温度变化
?? 接头的过载
     如果计算看上算得比较准确，但是上面因素没有考虑到，安装后会出现一定的问题，必须引起注意。

2015-04-10 03:04 本答案得分:3 0

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