常用螺栓緊固一致性的研究及應用

摘要：螺紋擰緊程度關系到螺栓聯接的可靠性，論文從螺紋聯接受力原理、聯接經濟性、安裝工具精度等方面研究分析了螺栓緊固性能的可靠性以及評估標準。

關鍵詞：螺栓；緊固力；可靠性

前言

螺栓是用量很大的工程應用中的關鍵聯接件，應用于機械設備、車輛船舶、鐵路橋梁、建筑結構、航空航天等領域，螺栓作為連接件已被廣泛使用。目前聯接過程中常用安裝方法是使用扭矩扳手、氣動、液壓、電動扳手，同時按扭矩推算出螺栓的軸向預緊應力。為了保證螺紋聯接良好性能，實踐中應根據實際工況合理選用螺紋的可靠性，一種能直接、準確考慮螺栓緊固性能的方法具有十分重要的意義。實踐證明，間接控制螺栓軸力的方法一種常見方法，在實際工程應用中，載荷的不同會影響螺紋聯結中摩擦力，導致預先設定的施擰安裝扭矩不能精確地得到規定的螺栓應達到的軸向載荷。工程實踐中，通過扭矩、角度值來控制螺栓緊固軸向載荷這種方法，由于簡單實用、成本低廉的優勢，在一些非特種狀態螺栓聯接應用中仍被經常使用，而預緊應力控制的評估是考慮可靠性問題的關鍵。

1 聯接經濟性

工程實踐中大量使用的螺栓聯接是常用機械聯接中的關鍵基礎件，經濟因素是在使用不同的方法緊固中需要考慮的重要因素。扭矩法比應變片法和轉角法的使用成本較低，同時扭矩扳手可以不斷反復使用，安裝中可以方便實施。而螺栓伸長法需要使用一定精度的設備，其使用的成本會相對提高。

2 精度控制與因素

因為控制方式主要依靠人的經驗和扭矩扳手的精度，扭矩扳手的人工擰緊螺栓的擰緊方式中精度最低，國內工程實踐中的扭矩扳手精度欠佳，加上其他不確定因素，實際得到的精度可靠性會更差。若使用較高精度的螺栓伸長量法，精度會有比較好的改善，實際應用中如方法得當，可以保證控制精度在可控范圍內。常用緊固方法的精度比較表如表1所示：

3 結束語

螺栓本身的特性和施擰的工具精度與螺栓擰緊的一致性相關。在螺栓本身性能穩定的情況下，如采用擰緊精度高的工具和技術，螺栓的擰緊一致性就越好，相反則越差。螺紋擰緊控制的方法目前主要采用扭矩法、應變片法、扭矩轉角法、螺栓伸長量法等。由于螺栓伸長法難以在工程實踐中嚴格實施，沒有在工程實踐中普遍應用。扭矩轉角法可以盡可能多的考慮螺紋螺旋力，而且有螺旋力分布較小的特點，近年來在車輛工程和一些相對重要聯接場合所采用，在很多汽車制造企業中的發動機裝配線，軸承蓋、缸蓋、機油濾清器支架等關鍵螺栓連接等場合中已廣泛使用。應變法由于使用麻煩，穩定性不好，僅適合于小批量檢測，目前已經逐漸被其他方法所取代。扭矩法使用方便簡單，由于精度低，在重要聯接場合一般不建議使用。

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作者簡介：鄭凌冰（1993，8-），男，浙江寧波人，本科，學生，所在院系：浙江工業大學教育科學與技術學院，研究方向：機械制造。