常用高强度螺栓预紧力和拧紧扭矩

关于如何紧固螺栓和螺母的文章已经有很多，但如何恰当地紧固机螺丝（Machine  Screws）的文章较少。与如何确保螺栓和螺母的安全连接一样，在紧固机螺丝时，恰当地选择合适的拧紧力矩十分重要。恰当的、安全的连接直接关系到装配后产品的质量好坏。因此在紧固机螺丝时，我们应该计算一下合理的拧紧力矩。紧固机螺丝的这些力矩与紧固螺栓、螺母的力矩相比起来要小得多。    1、 机螺丝拧紧力矩的计算

    常用的计算螺纹紧固件拧紧力矩的公式为：

    T=D×K×P

    其中：

    T：力矩（牛顿?米/英寸?磅1Nm=9 in.1b）

    D：螺纹的外径（1mm=0.03937  in）

    K：螺母的摩擦系数

    （光杆螺栓    K=0.20  镀锌螺栓    K=0.22    上蜡或带润滑螺栓    K=0.10）

    P：夹紧力（一般是屈服点抗拉强度值的75%）

    1．1米制机螺丝

    米制机螺丝（Metric  Machine  Screws）有不同的强度等级，每个等级都有相应合适的拧紧力矩。在ISO国际标准中来制机螺丝（Metric  Machine  Screws）有两个主要的强度等级：4.8级（类似SAE  60M）和8.8级（类似SAE  120M）。强度等级4.8表示最小的抗拉强度是480MPa，这约等于每英寸70，000磅（即70，000  Psi）。强度等级8.8表示最小的抗拉强度是880MPa，约等于每英寸127，000磅（127，000Psi）。米制电镀锌机螺丝拧紧力矩见表1。

    1.2  英制机螺丝

    对于英制机螺丝（Inch  Machine  Screws）也有不同的强度等级，每个等级都有相应合适的拧紧力矩。在标准SAEJ82中对于英制机械螺栓有两种强度等级：60M级和120M级。强度等级60M表示最小的抗拉强度是60，000Psi；强度等级120M表示最小抗拉强度是120，000Psi。在SAE  J429中，强度等级5.2相当于在标准SAE  J82中的强度等级120M，即也有约120，000Psi的抗拉强度。英制电镀锌机螺丝拧紧力矩如表2。

    2、通过测试，确定合理的拧紧力矩

    以上表格提供的是理论拧紧力矩，但这些拧紧力矩并不是适用于所有场合。针对一种特定的应用场合，确定合适的拧紧力矩的最佳方法就是进行简单测试。

    对于某一种螺栓连接，为了解定理想的拧紧力矩，方法如下：

    1）  选择12组螺栓连接用来研究；

    2）  紧固机螺丝直到连接失效（即螺栓断裂或者被连接件螺纹脱落/破坏），记录每组连接的破坏扭矩值；

    最好的破坏扭矩值是拧入第二组螺栓时产生的破坏扭矩值，不过这种现象不经常发生，因为被连接件的内螺纹可能脱丝或者被连接件被破坏而不能进行第二组连接。不过这些破坏扭矩值相关不大，不影响结果。

    3）  计算出这12组螺栓连接的破坏扭矩的平均值；

    4）  最后取破坏扭矩的平均值的60%为这种机械螺栓连接应用的理想的拧紧力矩。

    3、计算是精确的，但校验测试是最重要的

    对于所有紧固件的螺纹连接来说，正确的紧固连接是获得高质量高可靠性终端产品的关键。如上文描述的计算及取值而得出的拧紧力矩比随意猜想这种连接可能的拧紧力矩显得更为重要，而严谨的、正确的实验检测是获得准确数值的基础。 

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