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技术聚焦 l 扭矩系数和摩擦系数有何关系?

技术聚焦 l 扭矩系数和摩擦系数有何关系? 兹懋Zmart
2020-02-21
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本文作者:金蜘蛛紧固件网顾问专家 阎振中


扭矩系数、摩擦系数都是紧固件连接副安装中的两个重要参数,两者既有联系又有区别,他们是从不同的侧面反映高强度紧固件安装中的扭矩数值。扭矩法易于理解,便于操作,在弹性范围内,扭矩值与预紧力呈线性关系,确定扭矩系数后即可以计算出连接副具体的安装扭矩;而从摩擦系数中,可以具体反映出支承面摩擦及螺纹摩擦的数值及它们互相之间的关系、扭矩的具体分配数值。


紧固件通过扭矩法安装,直观、简便、易于操作;通过摩擦系数来确定安装扭矩,数值精确,安装的可靠性比较强。





总结

紧固件安装看似简单,实际上技术含量比较高。随着技术进步,人们对紧固件质量意识的观念不断提高,从原来单一制造的观念逐步到材质—制造—热处理—表面处理—安装的全面产业链,是紧固件生产使用全方位的、缺一不可的、延伸制造、技术服务的理念。

尤其重要的是,要全面地了解扭矩系数、摩擦系数、安装扭矩等几个方面重要的技术参数及其内在含义,尤其是扭矩系数、摩擦系数,两者既有联系又有区别,他们有各自不同的技术层面、不同的特点、不同的参数、不同的测试方法、不同的应用领域,但都是反映高强度紧固件安装中具体的扭矩数值,都是为了确保高强度紧固件连接副安装的可靠安全。

因此紧固件制造企业必须提高思想理念、延伸制造领域、开拓售后技术服务,提高紧固件产品的技术含量,不断地开拓创新,使紧固件企业立于不败之地。


兹懋简介

作为德国顶级紧固技术在中国的代言人,旨在通过引进最先进的紧固技术助推中国先进制造业的发展。兹懋是来自德国的Kistler Remscheid (原Schatz)、ECM Datensysteme、AFS先进连接技术研究所驻中国的全权代表机构。提供源自德国的螺纹紧固连接检测、校准、分析的仪器设备,以及紧固连接全寿命周期的解决方案,并定期举办专业的紧固培训研讨会,深受业内好评。



Analyse摩擦系数试验机


如果一个螺纹连接其总摩擦系数、螺纹和支撑面摩擦系数均恒定,夹紧力为30kN,达到螺栓屈服强度的90%,此时如果总摩擦系数μ=0.10,所计算得到的目标扭矩需要44Nm,才能达到我们需要的目标夹紧力。如下图:


当螺栓连接时,如果扭矩公差范围为±5%(例如使用电拧紧工具),扭矩公差将会导致夹紧力在29kN至32kN之间变化,相应的分布范围为3kN。如下图:


对于真实的装配情况,摩擦系数的公差范围也将予以计入。假设摩擦系数窗口为μ = 0.10至μ = 0.20,公差范围将导致夹紧力的范围从16kN至32kN,这样一来相应的分布范围为16kN。如果在摩擦系数的高上限μ = 0.20的情况下,夹紧力只有原来设计的53%。在这种情况下,夹紧力达不到设计规定的夹紧最小保证值。如下图:


可见,摩擦系数的变化对最终的螺栓连接效果有显著影响!


如何对螺栓的主要特征——摩擦系数进行测算?我们的Analyse螺栓测试及分析系统助您一臂之力。


Analyse分为立式卧式两种。立式的体积小,用于测试分析中小型螺栓,卧式体积大,最大可测量M72的螺栓,最大扭矩可达40,000Nm。

最大扭矩40,000Nm试验系统



立式试验台

立式试验台采用铝型材作为机架,轻便牢固。蓝色部分为拧紧机构,安装于移动导轨上,通过拉动手杆,可上下调节位置。


拧紧机构下方安装了快速卡扣式扭矩/转角传感器,用于实时采集扭矩及转角信号,可分析紧固件拧入特定材料(如木头)时的拧紧性能。配合黑色的夹紧力传感器,立式试验台可自动计算总摩擦系数、螺纹摩擦系数及端面摩擦系数

夹紧力传感器侧剖图


夹紧力传感器


拧入木块测试


卧式试验台

卧式试验台可安装一或两个拧紧机构,位于机架两侧。扭矩/转角传感器可精确地将扭矩传递给试验样品。当中的夹紧力传感器安装于滑动导轨上,方便左右移动。


使用卧式Analyse分析系统,能够快速且精确地进行紧固件分析——特别适合摩擦系数的测算。所有试验符合国际试验标准或客户特殊的试验标准。


ANALYSE螺栓测试及分析系统介绍视频:

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兹懋Zmart 联系方式:180 1756 9687 邮箱:market@zmart-china.com 地址:上海市闵行区新骏环路777号2幢2层
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