螺盛盾| 談摩擦系數(shù)對(duì)緊固件螺紋連接裝配的影響

當(dāng)前對(duì)螺紋連接設(shè)計(jì)時(shí)，因國(guó)標(biāo)、行標(biāo)均未對(duì)螺紋緊固件的摩擦性能做具體要求，通常采用的方法是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算扭緊力扭，當(dāng)螺紋緊固件與被連接件的表面狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起軸向預(yù)緊力過(guò)大或過(guò)小，導(dǎo)致螺紋連接出現(xiàn)斷裂、松動(dòng)等質(zhì)量問(wèn)題。

螺紋連接緊固過(guò)程中所需要的總扭矩力扭為克服螺紋螺旋副之間的摩擦所需要的扭緊力扭與克服支承面摩擦的扭緊力扭之和。

螺紋連接中，隨著螺紋摩擦系數(shù)和支承面摩擦系數(shù)增大，軸向預(yù)緊力明顯減小，當(dāng)螺紋摩擦系數(shù)大于0.35、支承面摩擦系數(shù)大于0.3時(shí)，軸向預(yù)緊力降低趨于穩(wěn)定。

因此，實(shí)際生產(chǎn)中必須將螺紋緊固件的摩擦系數(shù)控制在一定范圍內(nèi)，以防止軸向預(yù)緊力過(guò)大或過(guò)小，避免因螺栓斷裂、松動(dòng)等質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致螺紋連接功能失效。

當(dāng)扭緊力矩設(shè)計(jì)為90N?m，經(jīng)計(jì)算當(dāng)摩擦系數(shù)μf=μs=0.08時(shí)，軸向預(yù)緊力=65.50KN；當(dāng)摩擦系數(shù)μf=μs=0.16，軸向預(yù)緊力=36.38KN。由此可見(jiàn)，當(dāng)摩擦系數(shù)由0.08增加至0.16時(shí)，軸向預(yù)緊力平均下降值29.12kN，降幅為44.46%。

由此可見(jiàn)，當(dāng)摩擦系數(shù)發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)引起軸向預(yù)緊力數(shù)值出現(xiàn)大范圍波動(dòng)，影響螺紋連接防松性能和可靠性，導(dǎo)致螺紋連接無(wú)法實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)功能。

螺紋緊固件摩擦系數(shù)分螺紋摩擦系數(shù)和支承面摩擦系數(shù)，主要取決于緊固件螺件制造工藝和實(shí)際應(yīng)用時(shí)裝配工藝。經(jīng)長(zhǎng)期工作實(shí)證明，確認(rèn)摩擦系數(shù)與下列因素密切相關(guān)。
1、螺紋精度。由螺紋公差帶和旋合長(zhǎng)度組成，螺紋精度是螺紋加工質(zhì)量的綜合體現(xiàn)，同等條件下螺紋精度越高，摩擦系數(shù)越小。

2、緊固件表面粗糙度。包括螺紋表面粗糙度和支承面表面粗糙度，與緊固件生產(chǎn)中的冷鐓作業(yè)工藝參數(shù)、螺紋制造工藝有直接關(guān)系。

3、緊固件表面處理工藝。包括磷化、電鍍和鋅鋁涂層。受表面處理層材料類型、局部厚度、轉(zhuǎn)化工藝等因素影響，不同表面處理工藝得到的緊固件摩擦系數(shù)相差較大。