螺栓緊固力矩表對照表-螺栓緊固力矩表對照表標(biāo)準(zhǔn)

螺栓作為連接件，使用十分廣泛， 其在機(jī)車車輛、航太航空、風(fēng)電機(jī)組 上的使用環(huán)境大多是高強(qiáng)度高應(yīng)力， 而在乘用車主要部件的使用環(huán)境大多 是低應(yīng)力卨周期，但仍然存在著極大 的隱患。從安全角度來說，螺栓所聯(lián) 接的部件都是很昂貴的。所以，螺栓失 效時，損壞的不僅僅是它們本身，而是 整個產(chǎn)品。

螺栓連接作為汽車裝配上的重要 應(yīng)用，據(jù)有關(guān)資料介紹，根據(jù)發(fā)動機(jī) 上的螺紋緊固件通常在1500?2000 顆左右，品種更是高達(dá)100個以上，規(guī) 格也是從M6?M30不等，而其中大約 100顆是與車輛的安全性能有密切聯(lián) 系的。而做為在裝配過程中最重要的 螺栓規(guī)格及預(yù)緊力的選用，存在理論 上的不足和認(rèn)識的誤區(qū)。

不論螺紋緊件作為連接或密封作用，還是需要裝配的子零件，都有一定的屈服極限。在裝配過程中，如果預(yù)緊力過大，使零件的變形量超過零件的屈服強(qiáng)度，零件就會損環(huán)。故裝配件要長時間穩(wěn)定有效工作，設(shè)計人員必 須對螺栓預(yù)緊力進(jìn)行規(guī)范設(shè)計。

在選用螺栓時，就必須考慮到螺栓的尺寸參數(shù)和性能等級以及擰緊力矩。在選擇擰緊力矩的時候，除了查看國標(biāo)規(guī)定的擰緊力矩，需不需要考慮連接件的材料，比如鑄鋼和鑄鋁件同樣的螺紋孔，擰緊力矩會一樣嗎?影響選擇擰緊力矩的因素有材料嗎，還是和有效牙數(shù)（有效螺紋孔深度）有關(guān)?

擰緊力矩不是目的，螺栓拉力（預(yù)緊力）才是。

1、螺栓預(yù)緊的目的

絕大多數(shù)螺栓連接件在裝配時都必須擰緊，以使其在承受工作載荷之前，預(yù)先受到拉力作用，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的在于增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，防止受載后被連接件出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移，最終保證緊固件可靠地連接在一起。 大量研究及實(shí)驗表明，螺栓連接預(yù)緊力的大小將對螺栓總載荷、連接臨界載荷、抵抗橫向載荷能力和接合面密封能力等產(chǎn)生重要影響。緊固件可靠地連接在一起的關(guān)鍵，是將螺栓連接的軸向預(yù)緊力控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。若預(yù)緊力不適當(dāng)，不僅會造成被連接件滑移、分離或松脫，還會導(dǎo)致螺栓損壞。預(yù)緊力與螺栓拉力的關(guān)系比較復(fù)雜，涉及到螺栓螺母材料、牙型、螺距、被連接件材料、表面粗糙度、潤滑方式，最終簡化為公式M=kFd，M為扭矩，F(xiàn)為螺栓拉力，d為公稱直徑，k為系數(shù)需要根據(jù)實(shí)際情況實(shí)測。

2、螺栓擰緊軸向預(yù)緊力選擇 螺栓軸向預(yù)緊力下限由連接結(jié)構(gòu)的功能決定，該值要保證被緊固件在工作過程中始終可靠地貼合。螺栓軸向預(yù)緊力上限由螺栓(或螺母)和被緊固件的強(qiáng)度及受力狀態(tài)決定，該值要保證螺栓及被緊固件在預(yù)緊和工作過程中不發(fā)生拉長、剪斷、疲勞斷裂、脫扣等現(xiàn)象。大量的研究表明，較大的初始預(yù)緊力可以有效提高螺栓連接防松性能，因此螺栓預(yù)緊力應(yīng)在保證螺紋不被破壞前提下盡量取高值。3、螺栓擰緊力矩的選擇精準(zhǔn)的方法是使用專門的測螺栓拉力的儀器，擬合出k值，下圖給出30CrMnSiA緊固件的擬合值。

如果沒設(shè)備的話，可以按照實(shí)際連接情況（包括緊固件、被連接件、潤滑條件等）將螺栓擰斷，記錄擰斷力矩，取30~70%作為擰緊力矩。

實(shí)際工作中，我們很少去測螺栓拉力，通常的做法是嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)計手冊要求進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選用擰緊力矩，那么擰緊力矩該如何選擇呢？

在專業(yè)的螺栓緊固裝配中，一般都配有標(biāo)準(zhǔn)扳手，不同的直徑規(guī)格的螺栓使用 不同長度的扳手。扳手長度為螺栓直徑的15倍左右，在這個基礎(chǔ)上使用專業(yè)的力學(xué) 工具可以體現(xiàn)準(zhǔn)確的擰緊力矩，達(dá)到量化的預(yù)緊力，對於一些關(guān)鍵件和重要件尤為 重要。一旦使用大規(guī)格長扳手?jǐn)Q緊小規(guī)格的螺栓，往往會造成拉過緊，破壞零件本 身使整個連接構(gòu)件失效。

在擰緊螺母時，兩個或者多個零件被壓緊，零件自身被壓縮，就像彈簧的壓縮 變形一樣，在螺母和螺栓與裝配件之間的接觸表面零件自身會產(chǎn)生很大的力，這個力會使得螺栓發(fā)生拉仲變形，經(jīng)計算該應(yīng)力是簡單的軸向拉力的1.3倍，螺栓產(chǎn)生 的拉應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時，螺栓就被拉斷了。僅僅按操作者的經(jīng)驗進(jìn)行螺 栓的緊固，對於批量生產(chǎn)的產(chǎn)品是非常不科學(xué)的。對於長扳手?jǐn)Q緊小螺栓時，更應(yīng) 該注意預(yù)緊力的大小，避免發(fā)生過度預(yù)緊的現(xiàn)象。

使用標(biāo)準(zhǔn)扳手時，施加力大小可參照表1。

表1常用規(guī)格螺栓扳手長度及施加力參考值

表2列出部分常用規(guī)格螺栓不同性能等級所對應(yīng)的緊固扭矩值。

對於設(shè)計人員來說，該連接處的預(yù)緊力需要多大，才能既達(dá)到零件的工作要求，又不大於螺栓的安全應(yīng)力，這就需要計算出該處所需的應(yīng)力最小值，以此數(shù)值 來選用合適的螺栓緊固件。施加於螺栓緊固件上的預(yù)緊力，上限值取決於螺栓緊固 件的屈服強(qiáng)度，下限值取決於滿足工作需要所需提供的最小預(yù)緊力。

表2常用規(guī)格螺栓的緊固扭矩值