在螺栓连接计算中,首先要按照VDI 2230的表格根据不同的拧紧方式,拧紧扳手的精度,摩擦系数的分布散差等情况选取合适拧紧系数αA。实际情况,往往标准中即使能够找到满足实际要求的拧紧方式,拧紧扳手的精度,摩擦系数的分布散差等,此时标准中的拧紧系数αA也是一个范围,不同工程师选取的值也会存在差异。同时,该拧紧系数αA的选用也是紧固件工程师非常头疼的难点。为此,我们通过本文介绍一种扭矩法拧紧系数αA的计算方法,只要明确扭矩法拧紧的扭矩和公差,摩擦系数的最大、最小值就可以计算出扭矩法拧紧的拧紧系数αA的值,这样能够保证不同的工程师选取拧紧系数αA保持一致。下面就对扭矩法拧紧的拧紧系数αA计算进行详细说明。
VDI 2230标准拧紧扭矩和预紧力
根据VDI 2230标准附录可以查出相应螺栓规格等级及摩擦系数条件下的预紧力和最大拧紧扭矩
一般拧紧扭矩为上下范围,标准仅仅是最大预紧力和拧紧扭矩值
扭矩法拧紧拧紧系数αA需查表确定,偏差大。
需要输入的相关参数
M10 GB/T 5782标准螺栓拧紧扭矩和预紧力为例计算
仅需输入螺纹规格,性能等级,支撑面直径,螺栓孔直径和最小摩擦系数即可计算出拧紧扭矩和预紧力
拧紧扭矩和预紧力计算结果
最小摩擦系数0.08时,M10六角头螺栓的预紧力和拧紧扭矩计算结果为45.632kN和53.455Nm
VDI 2230标准预紧力和拧紧扭矩为45.6kN和53Nm
软件计算结果与VDI 2230标准计算结果一致
拧紧扭矩和预紧力进一步分析
实际装配时候会存在以下偏差:
•螺栓螺纹和支撑面摩擦系数存在一定范围;
•装配时因工具精度存在一定扭矩偏差,设计时必须设计拧紧扭矩范围;
因此按照VDI 2230标准拧紧扭矩和预紧力结果仅能作为最大扭矩。
通过screw designer professional螺栓设计师专业版软件可以计算符合实际情况下的拧紧扭矩和预紧力范围,并能直接计算得出拧紧系数αA值,不需查表,结果更加准确。
拧紧扭矩和预紧力进一步分析
摩擦系数按照0.08-0.14范围
拧紧扭矩根据前面计算结果最大拧紧扭矩为53.455Nm,圆整为最大拧紧55Nm,最小拧紧扭矩45Nm,即拧紧扭矩设定为50Nm±5Nm
拧紧扭矩设定为50Nm±5Nm下预紧力范围为24.0-47.0kN,拧紧系数αA为1.955,显然比标准表格中选取拧紧系数αA更加准确和量化

