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膜結構施工中螺栓擰緊中的扭矩分配

時(shí)期:2022-06-02 09:25:21 點(diǎn)擊數:290

膜結構施工中螺栓擰緊中的扭矩分配


擰緊一顆螺栓,需要施加一定扭矩旋轉一定角度后才可以完成,這部分的扭矩+角度所做功最終轉為三個(gè)部分:

    1、螺栓頭下摩擦力消耗 

    2、螺紋副摩擦力消耗 

    3、產(chǎn)生預緊力


這個(gè)也可以根據以下公式得出:

Fm= T/ (0.16P + (μg * 0.58 * d2) + ((Dkm/2) * μk))

             預緊力           螺紋副              螺栓頭下

Fm = 夾緊力clamping force

P = 螺距pitch of thread

μg = 螺紋副摩擦系數friction value in thread

d2= 螺栓直徑diameter bolt

Dkm = 螺栓頭表面尺寸 size of surface bolt (nut)-head

Dkm = (dw + dh)/2

μk = 螺栓頭表面摩擦系數fricition value surface bolt-head


一般而言,這三者的比例在10%,40%以及50%,這部分能量的消耗很容易直觀(guān)地體會(huì )到:10%的夾緊力做功體現在螺栓的被拉伸,40%和50%體現了螺紋副以及螺栓頭下擰緊后摩擦力導致的發(fā)熱。



螺栓的初始設計是按照如上圖的比例來(lái)分配三者關(guān)系的,如果實(shí)際的過(guò)程中改變了三者的比例關(guān)系,會(huì )出現扭矩“合格”,夾緊力不合格的情況。


典型情況1:螺紋副被額外潤滑

此時(shí)螺紋副摩擦系數降低,摩擦力矩變小,施加的扭矩“轉移”給夾緊力,后果有可能是:螺栓拉斷或者工件變形。


典型情況2:螺栓生銹或者螺紋副有油漆

此時(shí)螺紋副摩擦系數增加,有可能扭矩合格后夾緊力不足。


其他改變摩擦系數的常見(jiàn)情況有:涂層材料改變,涂層厚度變化,螺栓/螺釘公差,與螺帽旋轉接觸面摩擦系數,工具轉速,墊片增加/減少等。


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