螺紋連接是要利用螺紋緊固件將被連接件可靠的連接在一起,實質是控制軸向夾緊力,在裝配過程中受結構功能、零件強度、工藝控制方法及控制精度以及連接副的摩擦性能等多方面因素的影響。螺栓緊固件的擰緊是克服支撐面摩擦和螺紋間摩擦的過程,其總能量的90%用于克服摩擦,只有約10%的能力用于提供軸向夾緊力。所以,湖南鉚螺母系列廠家工作人員告訴大家摩擦系數對螺紋緊固件軸向夾緊力有非常大的影響。
理論基礎
根據螺紋連接的受力分析,在擰緊螺紋緊固件(如螺栓、螺母)時,施加在緊固件上的扭矩主要用于克服螺紋副之間的摩擦力矩和螺母(或螺栓頭)與被夾緊表面之間的摩擦力矩,只有一部分扭矩轉化為軸向夾緊力。摩擦系數是計算這些摩擦力矩的關鍵參數。
軸向夾緊力與扭矩之間的關系可以用公式來近似表示(其中是螺紋的公稱直徑,是擰緊系數,與摩擦系數等因素有關)。從這個公式可以看出,在扭矩和螺紋公稱直徑一定的情況下,摩擦系數的變化會通過影響擰緊系數來改變軸向夾緊力。
不同摩擦系數下的夾緊力變化
當摩擦系數增 大時,為了獲得相同的軸向夾緊力,需要施加更大的扭矩。例如,在一個普通的螺栓連接中,如果螺紋副之間和螺母與被夾緊表面之間的摩擦系數從增加到,在保持其他條件不變的情況下,要達到相同的軸向夾緊力,所需的扭矩可能會增加一倍左右。
相反,當摩擦系數減小時,在相同扭矩下,軸向夾緊力會增 大。但如果摩擦系數過小,可能會導致螺紋副之間的自鎖性能下降,在受到振動等外部因素時,容易出現松動現象。
實際應用中的影響
在汽車制造領域,發動機缸蓋螺栓的緊固非常關鍵。由于發動機工作時會產生振動和熱應力,對螺栓的軸向夾緊力要求很高。如果螺栓與缸蓋之間以及螺紋副之間的摩擦系數不穩定,可能會導致夾緊力不足或過大。夾緊力不足會使缸蓋密封不嚴,出現漏氣現象,影響發動機的功率輸出和燃油經濟性;夾緊力過大則可能會損壞缸蓋或螺栓,甚至導致螺栓斷裂。
在鋼結構建筑中,高強螺栓連接的摩擦系數也至關重要。如果摩擦系數不符合設計要求,會影響連接的可靠性。湖南鉚螺母系列廠家工作人員給大家舉個例,如何摩擦系數過低,在風荷載、地震等作用下,螺栓連接可能會出現滑移,從而危及整個結構的安全。為了保證摩擦系數在合適的范圍內,通常會對連接表面進行處理,如噴砂、涂敷防滑涂料等。