螺栓拧紧技术培训
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一、 螺纹联接副受力分析
图1 a ）、b ）、c ）示出了螺栓的三种线弹性受力状态。P Q 和b λ是预紧力及时应的
螺栓变形伸长量，m
λ
为P Q 下的垫板压缩量，F 为ＭＴＳ轴向试验载荷。当施加F 后，螺
栓的受力从原来的P Q 增至Q ，对应的变形增量为Δλ，于是螺栓受拉时，原来被压缩的垫板，因螺栓伸长而被放松，其压缩变形量也随之减小到m λ'，此时垫板压缩力由P Q 减至P Q '，P Q '为残余预紧力。根据材料力学的变形协调条件，垫板压缩变形的减小量m
λ
-m
λ'应等于Δλ，因而在残余预紧力P Q '下垫板的压缩总量m λ'=m
λ
-Δλ。显然螺栓的受力
Q =P Q '+F 。
为直观地表达上述分析，图2以几何方式示出了螺栓与垫板的受力和变形协调关系。螺栓拉伸变形由坐标原点b Ο向右量起，垫板压缩变形由坐标原点m Ο向左量起。螺栓刚度
b b tg θC =，垫板刚度m
m θ
tg C =。由图可见下面四个等式成立：
P Q /b λ=b C （1）
P Q /m
λ
=m C （2）
P Q =P Q '+（F -ΔF ） （3）
F C C C ΔF m
b b += （4）
将（4）式代入（3）式可得螺栓的预紧力为： F C C C Q Q m
b m P P ++
'=
（5）
由图可知Q =P Q +ΔF ，再由（4）式可得螺栓总拉力为： F C C C Q Q m
b b P ++= （6）
上式中m
b b C C C +称为螺栓的相对刚度。
4 讨论
应力幅是影响预紧螺栓联接副疲劳性能的主要因素之一，试验结果表明，受轴向模拟载荷的预紧螺栓联接副，在最小应力不变的条件下，应力幅越小，则联接副越不易发生疲劳破坏。当联接副所受的试验载荷在0～F 之间变化时，则螺栓的总拉力将在P Q ～Q 之间变化。由（6）式可知，在保持预紧力P Q 不变的条件下，减小螺栓刚度C b 或增大垫板刚度C m 均可达到减小总拉力Q 的变化范围的目的。另外，试验结果表明，适当选用较大的预紧力对螺栓联接副疲劳性能是有利的。由（5）式可知，当P Q 较大时，可以保证联接副有足够的残余预紧力P Q '。
图3、图4及图5分别示出了单独降低螺栓刚度C b ，单独增大垫板刚度C m 及同时降
71
低C b ，增大C m 和增大P Q 时，螺栓的载荷变化情况。可见这些措施均可减小螺栓的应力幅，特别是图5措施下可使应力幅有较大的减小，从而可以提高预紧螺栓联接副抗疲劳破坏的能力。笔者的试验研究结果也证实了上述结论。
由以上螺栓联接副的受力和变形协调关系分析可知：预紧螺栓联接副承受轴向疲劳载荷时，螺栓总拉力Q 等于残余预紧力P Q '与试验机模拟的轴向力F 之和。即Q =P Q '+F 。为工程中合理、安全使用预紧螺栓联接副提供了条件。预紧螺栓联接副服役过程，需要保证足够的残余预紧力，一旦该预紧力为零，联接件间将出现缝隙，此时Q =F ，即螺栓拉力等于外载荷，联接副处于危险状态。高应力区的试验结果表明：当试验机模拟的外载荷大于螺栓静强度的70%，残余预紧力为零时，预紧螺栓联接副在104
周次数量级即失效破坏。可见，保证足够的残余预紧力是预紧螺栓联接副服役过程不发生失效破坏的必要条件。
5 结论
（1）预紧螺栓在轴向疲劳过程中，承受的总拉力并不是预紧力和试验机模拟的轴向力之和，而是残余预紧力与试验机施加的轴向力之和。
（2）增大垫板刚度，降低螺栓刚度，同时适当增加预紧力，能减小预紧螺栓轴向疲劳过程的应力幅，从而提高预紧螺栓联接副抗疲劳破坏的能力。
（3）保证足够的残余预紧力是预紧螺栓联接副服役过程不发生失效破坏的必要条件。
二、 螺纹联接与拧紧力矩的关系
在受拉螺纹联接中，由
F 0=Fj+F C C C 2
11+ (1)
式中
72 F 0——螺栓的总拉力； Fj ——螺栓预紧力； F ——工作载荷； C 1——螺栓刚度； C 2——被联接件的刚度
知螺栓总拉力（F 0）等于预紧力（Fj ）加上部分工作载荷（
F C C C 2
11+），当工作载荷在
0与F 之间变化时，螺栓所受拉力在预紧力Fj 与总拉力F 0之间变化，螺栓的拉力幅变为δ=
2
F F j
0-。所以，在联接件刚度及工作载荷一定的情况下，螺栓承受的预紧力Fj 直接
影响着螺栓的应力幅，从而影响螺栓的疲劳强度和联接质量。因此，在螺栓的工作场合一定的情况下，准确地控制预紧力Fj 并保持其不减退是很重要的，而预紧力Fj 与螺栓的拧紧力矩有着直接的关系： T=T 1+T 2
=d ]F d D d D 3d 2u
)p tg(θd d [21j 20
213
03
1v 2--?++
=k*Fj*d (2) 式中，
T ——拧紧力矩；
T 1——螺纹副力矩； T 2——螺母承压面摩擦力矩； Fj ——预紧力； d 2——螺纹中径；
d ——螺栓直径； d 0——被联接件螺栓孔直径；
θ——螺纹中径升角；
v ρ——当量摩擦角；
u ——螺母与被联接件承压面摩擦系数； D 1——螺母内切圆直径；
K t ——拧紧力矩系数
因此，保证螺纹联接的可靠性，实际上也就是保证螺栓预紧力（Fj ）的精确性、可靠性。
三、 拧紧过程控制方法
3.1 扭矩法
扭矩法是较常见的一种控制方法，即拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构停止动作（参见图1）。通过式（2）可以计算出预紧力的大小，式中的K t 对于同类的螺纹联接可以认为是一个常数。
影响扭矩法精度的最大因素不是控制系统本身的精度，现代的电动马达驱动并集成有动态扭矩检测传感器的控制系统其精度可达±1%。影响扭矩法精度的因素主要是由于螺栓的材质、加工精度、润滑状态、拧紧速度等的不同，从而影响螺纹表面之间、螺母承压面等各个螺纹联接处的摩擦系数的变化。由于90%以上的扭矩是用来克服摩擦力的，因此摩擦系数的变化对预紧力有着直接的影响。在生产过程中，预紧力的离散值往往可以达到±20～±30%，这就意味着在一组螺纹联接中，最紧处联接的预紧力可能是最松处的2倍甚至更多。
为了保证一定的预紧力，在用扭矩法控制的螺纹联接中往往采用较高的设计余量，以此弥补扭矩控制带来的偏差。
扭矩控制法的优点是较为简便，而且扭矩容易复验。所以目前大多数非关键部位的螺纹联接仍使用扭矩法。
3.2 扭矩/转角控制法
在扭矩/转角控制法中，把角度作为计算预紧力的变量。先将螺栓拧紧至一相对较小的起始扭矩，再转过设定的扭矩后，拧紧机构停止动作（参见图2）。
73
74
由于转角的控制受摩擦系数影响较小，从而减小了预紧力的离散。螺母转角与螺栓预紧力的关系如下：
θ=3603)C 1C 1(
P F 2
1
j +? （3）
式中，
θ——螺母转角； Fj ——螺栓预紧力； Ｐ――螺栓螺距； C 1——螺栓刚度； Ｃ2——被联接件的刚度。
应用转角法，螺栓的负荷可以在它的弹性变形范围内，也可以超过弹性变形范围进入塑性变形范围。如果螺栓要进入塑性变形范围，一定要进行严格的试验或检测，如先对相同螺栓的伸长量进行测量，或绘制拧紧曲线。
扭矩/转角控制法的优点是可以得到比较高的预紧力且预紧力的离散度较小。但是需要做大量的实验和分析工作，而且几乎无法复验，如果用扭力扳手来复验的话，预紧力可能会超过原先的设定值。 3.3 屈服点控制法
屈服点控制法是目前应用越来越多的一种控制方法。拧紧系统先将螺栓拧紧至一起始力矩，从这一点开始，系统不断计算拧紧过程中扭矩/转角曲线的斜率，当斜率突然有明显的下降时，说明屈服点已经达到，控制系统停止动作（参见图3）。
图3 屈服点控制法
与进入塑性变形区的转角法相比，屈服点法中的联接件只是刚刚进入塑性变形区。但是屈服点法同样要进行严格的试验或检测，以防螺栓和螺纹损坏。
在屈服点控制法中，预紧力的大小主要取决于紧固件的屈服强度，因此能够得到较大的预紧力，预紧力的离散度也较小。而且预紧力不受摩擦系数变化的影响。但是屈服点控制法要求对零件表面进行严格的处理，任何打滑和阻滞现象都会使扭矩/转角曲线偏离正常的范围从而使控制系统发出错误警告。
屈服点法利用了材料从弹性变形区向塑性变形区过渡时的特性，这一过渡点，我们通常视之为拉长极限，如果设计正确的话，螺栓是没有断裂的可能的。实验证明，一个气缸盖螺钉，从屈服点到断裂点大约还要拧紧700°～900°。主要原因是当螺钉到达屈服点时受到的是扭转应力和拉应力的复合力，而外负荷一般只是拉应力，而且螺钉在到达屈服点后一定的范围内仍能承受一附加的力，其特性仍表现的象在弹性变形范围内。
各种螺栓拧紧控制方法都有他们各自的优缺点，我们只在此作一简单的陈述，具体使用那种控制方法就要视螺纹联接的种类、实际用途和重要性而定了。
四、拧紧过程监测方法
拧紧过程监测是为了及时有效地区分出不合格的工件，从而保证联接的质量。监测的方式一般有两大类，一是对最终结果进行检测和分析，判断其是否处于规定的偏差范围；二是对整个拧紧过程进行检测和分析，以判断拧紧曲线是否正常。
4.1最终扭矩监测
这种监测方法只对拧紧的最终扭矩作出判断是否在给定的公差范围内（参见图4）。这种监测方法除了对螺纹拧紧的质量进行监测外，还能检验拧紧系统的输出功率和输出的
75
重复精度。
图4 最终扭矩监测
4.2 最终扭矩/转角监测
该监测方法不仅要求在拧紧过程结束时扭矩值必须在一定的偏差范围内，而且要求转角值也要处于一定的偏差范围内才算合格（参见图5）。
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4.3 扭矩速率监测法
在螺栓拧紧的过程中，每当螺栓旋转一定的角度后（或增加一定的扭矩后），系统监测其扭矩增加值（或转角增加值）。这种监测在整个拧紧过程中要进行好几次，以确保拧紧曲线的斜率不偏离正常的范围（参见图6）。
4.4 偏差监测法
系统在整个拧紧过程中不断地监测螺栓转过每一度时扭矩的增加值，以确保扭矩/角度拧紧曲线的线形在正常的偏差范围内（参见图7）。
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以上几种监测方法有各自的特点，即可单独使用，也可以综合使用。比如在拧紧的开始过程中使用偏差监测法，以保证拧紧曲线的线形，然后采用扭矩速率监测法，以监测拧紧曲线的斜率，最后用扭矩转角法来监测拧紧终点是否处于合适的位置。
另外，不同的控制方法要选择合适的监测方法，比如用扭矩法时，最终扭矩监测所反映的信息大部分是关于控制系统的精度的，而扭矩/角度监测则能更多地反映出联接质量的信息。
五、 摩擦性能及摩擦性能试验
1、 螺栓拧紧过程中的摩擦与扭矩消耗
螺栓的拧紧过程是一个克服摩擦的过程，在这一过程中存在螺纹副的摩擦及端面摩擦。通常情况下，装配扭矩的约90%都由于螺纹副摩擦及端面摩擦消耗掉了，只有约10%转化为螺栓轴向夹紧力。理论上，螺栓拧紧过程中拧紧扭矩T 、螺栓轴向力F 与摩擦系数及螺纹形状尺寸之间有(1)式关系[1]
：
??????+β+α'≈???
????
???????+β
α'-β+α'
=μμμμμw w p s p w w s s p d d d d d tg F 21tg 1tg 2F T cos cos cos (1)
式中，μs 为螺纹副摩擦系数；μw 为端面摩擦系数；d p 为螺栓有效直径，粗牙螺纹d p ≈0.906d,细牙螺纹d p ≈0.928d ；d w 为端面摩擦圆等效直径，d w =
2i
2
u 3
i 3
u d
d
d d 32--≈1.3d ；d u 、d i 分别为摩擦圆
的外径及内径；d 为螺纹公称直径；β为螺纹升角,粗牙螺纹β≈2?50'，细牙螺纹β≈2?10'；α'为垂直截面内的螺纹牙形半角，约为29?58'。
(1)式右侧第1、2、3项可分别理解为螺纹副摩擦消耗的扭矩、螺栓伸长（产生轴向预紧力）消耗的扭矩以及端面摩擦消耗的扭矩。若取μs =μw =0.15,则可求得粗牙螺纹与细牙螺纹中各部分的扭矩消耗如表1。
当然，由于摩擦条件（摩擦系数、几何尺寸等）的不同，螺栓拧紧过程中的扭矩消耗比例会有所区别，如对于镶有尼龙衬垫或具有异形螺纹的紧固件，在拧紧（或松开）时还
会消耗一定的自锁扭矩（Prevailing Torque）。某8.8级M10普通粗牙螺栓(μ
s =0.11,μ
w
≈0.
16)在采用普通螺母和具有自锁扭矩的异形螺母时，其拧紧扭矩的消耗比例[2]如表2。
2、摩擦系数与扭矩系数
摩擦系数μ是通常意义上的物理概念，是摩擦力与正压力的比值。在螺纹联接中，摩擦可分为螺纹副摩擦及端面摩擦两部分，这两部分摩擦条件往往不尽相同，因而存在螺纹
副摩擦系数μ
s ?及端面摩擦系数μ
w
。摩擦系数根据材质、表面状况及润滑条件的不同而不
同。一般钢材结合面的平均摩擦系数[3]如表3，常见螺纹联接副的摩擦系数[1]见表4。
扭矩系数K是宏观上直接反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴向夹紧力之间关系的经验系数，由(2)式给出。
T=K?d?F (2) 式中，T为拧紧扭矩(Nm)；d为螺纹公称直径(mm)；F为螺栓轴向夹紧力(kN)。
79
80 对比(1)、(2)式可知，扭矩系数是由摩擦系数和螺纹形状共同决定的参数，对特定的理想的螺纹联接副而言，当摩擦系数确定后，扭矩系数K 值也就确定了，如(3)式。
??????+β+α'≈???
????
???????+β
α'-β+α'=μμμμμw w p s p w w s s p d d d d d tg d 21tg 1tg d 21K cos cos cos (3) 如取μs =μw =0.15，则由(3)式可求得粗牙螺纹和细牙螺纹的扭矩系数K 都约为0.2。 应该特别指出的是它们的物理概念和求得的方法是不同的。摩擦系数有明确的物理意义，可理解为一个材料常数，当摩擦面的材质、表面状态和润滑条件确定后，摩擦系数也就随之确定（严格地说，金属间的摩擦系数会随相对滑动速度或温度的升高而降低[4]。）；而扭矩系数则是经验参数，它不仅取决于摩擦面的摩擦系数，主要取决于螺纹联接副的几何形状。如前所述，对特定的理想的螺纹联接副而言，当摩擦系数确定后，扭矩系数也就确定了，但实际的螺纹联接副不可避免地存在制造公差，有时甚至存在铁屑、螺纹碰伤、螺纹乱扣干涉等缺陷，此时，即使一批螺栓（螺母）的摩擦系数保持恒定，其扭矩系数也将不可避免地存在一定的散差，而并非与摩擦系数相对应的某一常数。在极端情况下，当发生干涉时，尽管拧紧扭矩足够大，螺栓的轴向力可能很小（F →0），此时K →∞。通常情况下，根据螺纹联接方式、表面摩擦条件以及螺纹制造质量的不同，K 值通常可在0.1～0.4甚至更宽的范围内变化。
总之，摩擦系数仅仅能反映特定接触面之间的摩擦情况，扭矩系数则是反映螺纹副摩擦性能的综合经验参数。扭矩系数必需结合具体联接条件通过试验实测，不可简单地根据摩擦系数进行推算。 3、摩擦性能试验
摩擦性能试验能测定螺纹联接副的拧紧扭矩与螺栓轴向夹紧力之间的关系包括摩擦系数、扭矩系数等，通常应用于螺纹紧固件的综合质量鉴定、表面处理、表面涂层质量评定以及确定具体工况下装配工艺参数等。
摩擦性能试验是按规定的转速向特定螺纹联接副的螺栓头或螺母施加扭矩并记录该联接副的扭矩－轴向力曲线，从而求出给定轴向力下的扭矩范围或给定扭矩下的轴向力范围，计算出扭矩系数K 和摩擦系数μ及其散差。
扭矩系数K 和摩擦系数μ的简略计算公式分别如下： F
d T K ?=
（4）
81
p
s s d 580P 160F T ..-=
μ （5）
w
w w d F T 2?=μ （6）
当μs =μw =μ时，
μ=
w
p d 50d 580P 160F T ...+- (7)
式中，T 为拧紧扭矩(Nm)；T s 为螺栓杆部受到的扭矩(Nm)；T w 为端面摩擦消耗的扭矩(Nm)；d 为螺纹公称直径(mm)；d p 为螺纹有效直径(mm)；d w 为端面摩擦圆等效直径；F 为螺栓的轴向预紧力(kN)；P 为螺纹牙距(mm)。
常见的摩擦性能试验装夹方式如图1。
图1 螺纹紧固件摩擦性能试验装夹方式
摩擦性能试验一般有如下要求[5]：(1)轴向力及拧紧扭矩的测量精度均优于1%；(2)拧紧系统能控制较低的恒定拧紧转速（10~30转/分不等）将螺栓拧紧至屈服，并自动记录扭矩及轴向力曲线；(3)每件试件要配一套未曾使用过的配用螺纹件及垫片，其材质、性能等级、尺寸公差、表面状态等必需与试验件相匹配；(4)试验过程中，只有试验件旋转，配用螺纹件及垫片等应固定不动；拧紧套筒不能接触垫片等其它可能导致扭矩消耗的物件；(5)试验时应严格按试验要求控制润滑条件；(6)试验件数的多少根据试验目的而不同，对于工艺试验及货源鉴定试验，为便于统计分析，一般要求试验件数在25件左右。
4 摩擦性能与轴向力
过渡夹具
平垫片
轴力计
82 螺纹联接，特别是承受动载荷的重要螺纹联接，其根本目的是要利用螺纹紧固件将被联接件可靠地联接在一起，装配拧紧的实质是要将螺栓的轴向预紧力控制在适当的范围。大量研究表明，螺栓的轴向预紧力越大，其抗松动和抗疲劳性能越好，螺栓拧紧至屈服时效果最好；反之，若轴向力小而分散，则必然导致材料浪费，联接结构笨拙而且可靠性差。螺栓轴向力范围取决于结构功能、零件强度、工艺控制方法及控制精度等多方面因素，它们同时都受到联接副的摩擦性能的影响。 3.1 摩擦性能对螺栓强度的影响
螺栓在拧紧时受到的是拉-扭复合应力，当此复合应力所产生的等效应力超过许用强度时，螺栓即会发生破坏。
根据第三强度理论，螺栓许用的等效应力σv 可按(8)式求得。 2
2v 3τ+σ=
σ (8)
式中，σ为螺栓的轴向夹紧力F 产生的拉应力,σ=)(
2
s d 4
1F π；τ为螺栓杆部承受的扭矩
T s 所产生的切应力,=τ)(3
s s d 16
1T π。
将)cos (
β+α'
μ≈
tg Fd 2
1T s p s ，
并取tg β=0.05(粗牙螺纹)、d p =1.05d s 代入(8)式可得： 2
s s v 617531031μ+μ+?σ=σ (9)
若假设T s =50%T ，并取d s =0.863d,d p =0.906d [1],则(8)式可改写为： 2
v K
2161.+?σ=σ (10)
由(9)、(10)式可知，螺纹副的摩擦系数或扭矩系数越大，则螺栓在相同轴向力下的等效应力也就越大。换言之，螺栓强度选定后，摩擦系数或扭矩系数越大，则其所能承受的轴向力越小。
当取μs =0.15，K=0.2分别代入(9)、(10)式可求得普通粗牙螺纹的等效应力σv ≈1.28σ,即当螺栓在拧紧时的轴向应力达到螺栓单调拉伸屈服应力的约78%时，螺栓即会屈服。当然，这一比例关系会随螺纹副摩擦条件的变化而变化。有关螺栓的K 值对其拧紧断裂轴向力的影响如表5。
表5 K 值对螺栓拧断轴向力的影响
83
注：表中试验数据为平均值（试样件数4至10
件不等），F b 、F t 分别为螺栓单调拉伸和拧紧断裂时的轴向载荷。
5、 摩擦性能对装配轴向力的影响
5．1 扭矩控制拧紧条件下，摩擦性能对螺栓轴向预紧力的影响如图
2。
扭矩
T U T L
F L F U 轴向力
图2 扭矩系数对轴向预紧力的影响
图2表明，当装配扭矩给定时，K 值范围越宽，则螺栓轴向预紧力越分散。某发动机缸盖螺栓（M14）在147Nm 拧紧时，润滑条件对其轴向夹紧力的影响如表6。
表6 某发动机缸盖螺栓147Nm 拧紧数据
由表中可以看出，仅仅是润滑条件不同，轴向预紧力可在20.0至69.4kN?之间变化，达3.47倍。由表中还可以看出，不同润滑条件下的轴向力散差也大不相同，用极化齿轮油润滑时轴向力散差小，而不润滑时散差大。可见，摩擦条件的变化将极大地影响螺栓地轴
向夹紧力的大小。
5.2 扭矩转角法
为了克服摩擦性能对螺栓轴向预紧力的影响，最大限度地利用螺栓的强度，现在发动机连杆螺栓等上广泛采用了扭矩转角法这一先进的拧紧工艺。
扭矩转角法（有时也称“螺母转角法”）的拧紧原理与常用的扭矩法有着本质的区别。扭矩法仅适用于弹性范围，弹性范围内的轴向力与拧紧扭矩成正比。当超出弹性范围以后，扭矩与轴向力之间不再有正比关系，若继续按扭矩控制拧紧，则可能在扭矩不增加甚至降低的情况下将螺栓拧断。而扭矩转角法的实质是控制螺栓的轴向伸长量。在螺栓贴合以后的整个拧紧过程中（包括弹性变形和塑性变形阶段），螺栓伸长量始终与螺栓头或螺母的转角成正比（每增加1°转角则螺栓伸长约1/360个螺距）。在弹性范围内，螺栓轴向力与伸长量成正比，控制伸长量就是控制轴向力；螺栓开始塑性变形后，虽然伸长量与轴向力之间不再有正比关系，但根据螺栓在受拉伸时的力学性能特点可知，只要伸长量在其形变强化容量范围以内，螺栓的轴向力就稳定在其屈服载荷附近（螺栓不会发生断裂或局部伸长）。即使在K值较为分散的情况下，扭矩转角法也能精确地将螺栓的轴向力控制在其屈服点附近，扭矩转角法拧紧的螺栓的轴向预紧力主要取决于螺栓强度，而不取决于K值。
某发动机缸盖螺栓（M1231.5）的拧紧试验结果如表7。
表7数据表明，同种螺栓在控制扭矩拧紧时的轴向力散差（变异系数）大，而扭矩转角控制拧紧时的轴向力散差小；无论何种螺栓，扭矩转角法控制拧紧时，其最终轴向力的大小与K值大小及散差无直接关系，但与其强度高低相对应。
扭矩转角法对工艺参数要求严格，对拧紧工具的功能和控制精度要求高，与一般扭矩控制拧紧法相比，工装设备价格要高出数倍甚至数十倍，而通常只用于发动机连杆螺栓等重要螺栓的装配。
84
5．3 摩擦性能与拧紧扭矩
目前，大量采用的扭矩法拧紧工艺是根据(2)式的基本关系，通过控制装配拧紧扭矩
的方法来间接地实施轴向力控制。当轴向预紧力设计上下限（F
U 、F
L
）确定之后，螺栓（螺
母）的装配拧紧扭矩的上下限（T
U 、T
L
）与K值上下限(K
U
、K
L
)之间有如下关系：
T
U =K
L
2d2F
U
T
L =K
U
2d2F
L
(11)
上式关系说明，当螺纹联接设计确定后，K值散差越大（K
U -K
L
越大），则对装配扭矩
的要求就越严（T
U -T
L
越小）。
总之，螺栓的轴向力、拧紧扭矩及扭矩系数之间相互关联，此消彼长。为有效实施轴向力控制，必须扭矩控制与K值控制双管齐下。拧紧扭矩的控制主要依靠具有相当精度的控扭工具和合理的工艺方法来保证。就目前状况而言，最终的扭矩控制精度最高只能达到3%～5%的水平，较为经济合理的扭矩控制精度是10%～20%；K值控制，主要是要控制K值散差，必须从螺纹质量（精度、材质及表面状况等）、联接结合面的状况及润滑条件等相关工艺因素加以控制。K值散差小，一方面可以放宽对扭矩控制精度的要求，节省装配工艺投资；一方面还可以提高螺栓的轴向力，提高螺栓强度利用率和联接可靠性。因此，K 值控制与扭矩控制相比，具有更大的经济价值和技术进步意义。
为了严格控制轴向预紧力，一些桥梁等钢结构的重要螺栓联接副通常都对K值有严格的规定。神龙轿车上有很多螺栓都提出了对K值的要求，康明斯发动机飞轮螺栓等也有K 值参考指标。为此，我们也应该逐步提出对重要螺纹紧固件的K值要求并研究讨论K值控制的可行途径。
六、紧固扭矩的检测方法
对紧固扭矩的检测是整机或不见组装后可靠性检查的极为重要的一道工序。其目的是判断螺纹联接件在紧固后的紧固质量。换句话说即是避免螺纹联接件在紧固后发生超拧、漏拧和拧不足现象的发生从而确保每一个螺栓紧固后能正常进行工作。
85
紧固扭矩检测原理：一般采用扭矩扳手根据联接条件不同采用不同的检查方法即可获得检测扭矩值，虽然检测扭矩值与实际紧固扭矩值存在有一定的差异，但检测扭矩值与实际紧固扭矩值之间具有一定的统计对应关系，所以，都能通过扭矩检查来反映和评价紧固件在实际紧固时扭矩控制的状况。
对紧固扭矩的检测工序可分二大类：即在拧紧过程中的控制法和拧紧后的检测，也可称为过程法和事后法。
●拧紧过程中的控制法，简称过程法：主要用在有安装测试扭矩传感器的各种
装配机及电动，气动工具上，操作时直接读出数据（扭矩、转角），这种方法
可以测出装配时的瞬时值。
过程法可由传感器安装的不同而分成各种不同的形式，但原理是一样的。这种方法特别适合用于一些安装后不宜采用松动的方法检测，如：锁紧螺母、涂厌
氧胶的螺栓等，这些螺栓或螺母拧紧后不宜再松开，因松开后会直接影响它的紧
固或防松能力。
●拧紧后的检测方法，简称事后法：极大部分的紧固都采用此方法检验，根据
汽车螺栓（螺母）扭紧力矩检验方法（见ＱＣ／Ｔ９００－１９９７“汽车
整车产品质量检验评定方法”附录Ｂ）的规定，加上松开法大致可分为四种：
１.拧紧法：也称增拧法，适用于重要紧固件检验。
重要部位的螺栓联接的紧固扭矩应按安装的技术条件，采用拧紧法进行检验，检验方法：用扭力扳手平稳用力逐渐增加力矩（切忌冲击）当螺母或螺栓刚开始
产生微小转动时，它的瞬时扭矩值最大（因要克服静摩擦力），继续转动，扭矩值
就会回落到短暂稳定状态，这短暂稳定状态时的扭矩值即为检查所得的扭矩。
特点：操作简单，但质检人员必须熟练，即要均匀用力，又要准确的读取“短暂稳定状态的扭矩值”
２.标记法：也称复位法，划线法，转角法等，适用与关键紧固件检验
对于关键紧固件，使用扭力扳手采用标记法进行检验。检验前先在被检螺栓头部或螺母与联接件上划一道线，确认螺栓头部或螺母与被联接件相互间的原始
位置。然后将螺栓或螺母送开，再用扭矩扳手将螺栓头或螺母拧紧到对准线的位
置，这时的最大扭矩值再乘以０.９～１.１所得的值即为检查所得的扭矩。
特点：要求技术水平不高，必须划线确定原始位置，然后松开再拧紧，操作烦琐，不适合一些有防松功能的紧固件。
３.直觉法：适用于一般紧固件检测
一般紧固件拧紧后用直觉判定拧紧程度。对有弹性类垫圈的观察弹性类垫圈是否完全压平来判断。对无弹性类垫圈或虽有弹性类垫圈但观察困难的部位，采
用扭力扳手（扭力扳手定值到安装要求的扭矩值）进行拧紧，用直觉来判定拧紧
程度。若到扭矩值，扳手不转动或转动不超过半圈者，判为已拧紧；过半圈者为
不合格即没有拧紧。
４.松开法：也称拧松法。
用扭矩扳手慢慢的向被检验螺栓或螺母施加扭矩，使其松开，读取螺栓开始转动时瞬时扭矩值，并根据试验和经验再乘以一个系数：１.１～１.２（注意：松86
开扭矩不等于测试扭矩）
注：检验条件：
检验汽车螺栓（螺母）拧紧扭矩时，使用能连续显示力矩值的指针式、数字显示式扭力扳手，其示值误差不大于±３％
检查精度的对比分析：
作为一种质量检查的方法，不仅要操作简便，更主要的是要求检验的方法能客观反映被检测螺纹联接的质量水平，即所选择的检验方法和检验工具必须具有相当的精度和可信度。现就松开法，拧紧法，标记法相比较，如下表。
试检验螺栓的检查扭矩与紧固扭矩的比值统计结果：
注；１.上表数据来源：摘录的数据。
：（检验扭矩／紧固扭矩）的算术平均值。
２.平均值－
Ｘ
３.标准差Ｓ：由平均值与单个值的均方差所得的评价散差数值。
（一组检查扭矩／紧固扭矩所得值的算术平均值）４.变异系数：标准差Ｓ与平均值－
Ｘ
的比值。
由上表可看出：
松开法：检查所得的扭矩值都小于实际紧固扭矩，约为７０％～８２％之间，平均为７６％，变异系数为２.８％
拧紧法：检查所得的扭矩值均大于实际紧固扭矩，为实际紧固扭矩的１～１.２倍，平均为１.１倍，变异系数为２.７％
标记法：检查所得扭矩与实际紧固扭矩差距不大，但散差范围大，变异系数大６.０％用扭矩转角法拧紧的螺栓不允许用事后法检查扭矩！
七、“硬联接”和“软联接”的概念介绍
在螺栓装配技术中关于“硬联接”和“软联接”是一个非常主要的概念，因为联接形式的不同，可能引起较大的误差，目前资料中仅国际标准中有关这方面的介绍（ＩＳＯ５３９３１９９４－０５－０１），略作叙述如下：
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扭矩随转角的增加量，即扭矩率将会随着联接体的不同而变化很大，即使是拧紧特定的联接体，扭矩率也会存在明显的变化，所以任何工具的性能测试都应在联接体的扭矩率得到控制的条件下进行。
扭矩率――紧固件在螺纹联接体中被拧紧时，扭矩增量与转角增量之比，用Ｎ。Ｍ／转来表示。
软联接（低扭矩率联接体Ｌ）―――通常要将紧固件转动几转才能完成拧紧过程。（从装配测试扭矩值的１０％开始到１００％的范围，角位移变化不小于６５０度，从装配扭矩０％到１００％的范围内，总角位移大于７２０度）
这种联接，例：联接件之间有弹性类垫圈、塑料、油漆、ＰＶＣ、软金属等容易变形的其他材料。
注：也有资料介绍：当装配扭矩打５０％～１００％时，角位移量>２７０度的称软联接。
硬联接：（高扭矩率联接Ｈ）―――通常拧紧过程在几分之一转中就会完成拧紧过程。（从测试扭矩值的１０％开始增加到１００％的范围，角位移变化不大于２７度，从测试扭矩０％到１００％的范围内，总角位移为３０度；从测试扭矩５％到１０％的过渡转角应不大于１０度）
这种联接，例：硬金属与硬金属的装配联接。
注：也有资料介绍：当装配扭矩达５０％～１００％时，角位移量<３０度的称硬联接。
对“硬联接”和“软联接”概念的介绍，目的是：螺栓的有控拧紧和有效检测是一个较为复杂的过程，必须经多次计算和试验进行综合分析才能较为正确的确定施工方案。
正确的拧紧，有效的检测是放在我们技术人员面前的一个大课题，希望能通过此文进一步交流，共同研究，为我国汽车装配行业紧固件行业和螺纹拧紧技术做出贡献。
实际上我们碰到的联接大多数都是不软不硬的联接！重要的联接需要经过工艺试验才能确定拧紧工艺！
八、主要质量缺陷讨论
●假拧紧―――预紧力为零（或接近零）
●过载————螺栓伸长、螺纹破坏
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螺栓拧紧实验
螺纹紧固件的拧紧试验 螺纹紧固件的拧紧试验 通过对螺纹紧固件的紧固力分析，介绍了四种螺纹紧固件的装配方法和拧紧试验原理。同时对四种装配方法进行深入的讨论，利用试验结果论证不同装配方法产生的预紧效果与装配精度。比外还列举了螺纹紧固件的失效分析案例，进一步阐述螺纹紧固件拧紧试验的重要性。 螺纹紧固件是机械产品中最常见的连接件，螺栓和螺母则是螺纹紧固件中用途最广的零件。螺纹紧固件的结构大都不很复杂，制造和装配看起来似乎也无惊人之处。但无数的质量事故不断提醒人们不可小觑貌似简单的螺纹紧固件。制造和装配是螺纹紧固件影响其质量的两大关键，从某种意义上讲装配质量对螺纹紧固件的影响甚至大于其制造质量的影响。随着对机械零件小型化和对连接要求的提高，装配质量越来越引起人们的关注。如何使螺纹紧固件的实际紧固力精确或较精确地接近理论紧固件（即紧固件效果）是人们最为关心和研究最多的课题。 1、螺纹紧固件的紧固力 螺纹紧固件的紧固力P0一般是通过控制扭矩M来实现的，这是基于P0与M 之间存在以下关系： 显然，用力矩M来控制P0是很不精确的。因为在这两者的关系中包含着一个变化很大且难精确确定的摩擦系数f。它受螺纹表面及座面粗糙度、润滑剂、拧紧速度、拧紧工具、反复拧紧时的温度变化等诸多不定因素的影响，这就使真正的紧固件力很分散，波动极限约为±40%。分析各种螺纹紧固件损坏原因，发现设计正确，工艺及材料合格的产品，大都是由于螺纹松动所致。松动是由于各种外力作用下实际紧固件的紧固力显得不足（尽管扭力扳手已保证了理论紧固力）或螺纹紧固件与被连接件之间产生相对滑动而引起的。也就是说，由于用单纯扭距法进行机械零件的连接的实际力与理论紧固力的不一致性，影响了螺纹紧固件的紧固效果。因此，这种凭扭矩进行装配的方法用于一般机械零件的连接尚可，若用在随高交变应力的机械连接上则很可能出问题。显然，精确控制紧固力是提高螺纹紧固件紧固效果的最好方法。而拧紧试验是制订确的拧紧工艺（即拧紧工艺优化）和实现精确控制紧固力的重要手段和前提。 若设c1、c2分别为螺纹紧固件和被连接件的刚度，λ 01为螺纹紧固件紧固时的伸长量，λ 02为被连接紧固件的压缩量，P0为螺纹紧固件在屈服附近的紧固件，则有 P0=c1 λ 01=c2 λ 02 螺母（或螺纹紧固件）的轴向位移量应为λ 01＋λ 02，则螺母（或螺纹紧固件）的旋转角
螺栓紧固操作规范
螺栓紧固操作规范 一、概述 在保证装配质量的前提下，为进一步提高装配效率，规范高强螺栓的紧固方法，特编写本规范。 二、适用范围 本操作规范适用于所有系列机组螺栓的紧固。 三、操作说明 1.普通连接 1.1将主机架、机舱框架、机舱罩等结构件之间连接螺栓的紧 固划分为普通连接等级。 1.2安装前对螺栓组进行检查，确保外观完好、防腐层无脱落。 1.3涂抹螺纹润滑剂。 1.4使用手动力矩扳手、液压扳手等工具（参照工具使用规范） 紧固普通部位螺栓一次打至规定力矩值。 1.5螺栓紧固完毕后，在螺栓头部做一标记。 2.重要连接 2.1将变桨系统、偏航系统、部分主传动系统等部位之间连接 螺栓的紧固划分为重要连接等级。 2.2安装前对螺栓组进行检查，确保外观完好、防腐层无脱落。 2.3涂抹螺纹润滑剂。 2.4使用手动力矩扳手、液压扳手等工具（参照工具使用规范）， 对连接部位的螺栓进行交叉、分步紧固。
2.4.1螺栓组呈环形分布的使用交叉、分步紧固方式，一般 分三次紧固，第一次使用规定力矩的30%，第二次为 60%，第三次100%。 2.4.2螺栓组呈矩形或不规则分布的使用对角或顺序进行多 步紧固，一般分为三次紧固，紧固方式同2.4.1。 2.5 螺栓紧固完毕后，在螺栓头部做一标记。 3.关键连接 3.1将齿轮箱锁紧盘、胀紧套、联轴器等部位之间连接螺栓的 紧固划分为关键连接等级。 3.2安装前对螺栓组进行检查，确保外观完好、防腐层无脱落。 3.3涂抹螺纹润滑剂。 3.4使用手动力矩扳手、液压扳手等工具（参照工具使用规范）， 对连接部位的螺栓进行对角、分步紧固。 3.4.1胀紧套螺栓按照顺序分步方式紧固。每100Nm一增 加，直至规定力矩值。 3.4.2锁紧盘螺栓按照对角二同步分步方式紧固。800Nm前 用手动力矩扳手，800Nm以上增加100Nm打三圈。 3.5螺栓紧固完毕后，在螺栓头部做一标记。 四、注意事项： 1．确保螺栓按要求逐个紧固，严禁出现漏打、跳打、重打的现象。 2．确保螺纹润滑剂按润滑剂使用规范涂抹。
螺栓紧固的技术要求
螺栓紧固的技术要求 法兰紧固件的检查： 、垫片: 1、安装时,确保垫片是新的且是干净和干燥的，并检查垫片是否有缺陷和毁坏。 2、在任何情况下垫片都不能重复利用 3、在安装前，确认使用的垫片尺寸及等级与法兰的标识一致。 二、法兰面: 1、安装前检查法兰面是否有损坏，如划痕，刻痕，泥，腐蚀和毛刺，径向穿过法兰密封面水纹线的凹痕、划痕深度超过0.2mm，且覆盖面超过垫片密封面宽度一半时，法兰必须重换或者密封面重新加工。 2、法兰背面螺母支撑面位置应是平行和光滑的。 三、螺栓和螺母: 1、根据管线等级图检查螺栓直径和长度的正确性。
2、螺纹和接触面不得有污垢、铁锈、重皮、刻痕、毛刺、碎屑和其它在紧固过程中影响扭矩的外部物质。 B8和B8M的所有等级的螺栓不允许重复利用。 4、不允许用焊接或机加工方法修补螺栓。 5、在法兰安装紧固完后，至少有两个螺纹露在螺母外面。 四、螺柱螺栓和螺母的润滑: 螺栓和螺母使用前必须进行润滑处理，使螺栓紧固时有低的摩擦系数以及提高螺栓螺母的抗滑 丝、抗腐蚀性能。 螺柱螺纹、螺母螺纹和接触面在使用涂润滑油前必须脱脂和干燥。 对螺栓螺纹、螺母螺纹、螺母承载面、垫圈、法兰上的螺母支撑面应正当地使用统一的润滑油 螺栓紧固方法的选择: 、普通应用：普通应用条件下的法兰螺栓紧固可以根据螺栓尺寸和法兰等级通过用拧紧扳手或锤击扳手的不可控方法进行也可用扭矩扳手或液压螺栓拉伸器的可控方法进行。 、严格应用：严格应用条件下的法兰螺栓紧固只能通过用扭矩扳手或液压螺栓拉伸器的可控方法
进行。螺栓尺寸和法兰等级决定使用扭矩扳手或液压螺栓拉伸器。 紧固技术要求: 、法兰对中的检查： 1、对标准法兰而言，螺栓能自由穿入螺栓孔即认为是对中的。 2、在管道与管道法兰安装中，松开相邻管道支撑并且调整至正确的对中。当安装管道至设备时，只调节 管道。 3、在任何情况下都不能调节设备来到达对中 4、通过测量预接头的两片匹配法兰之间的间隙来确认法兰面的平行度误差。对 8个螺栓的法兰在4个近似相等的间隔位置进行间隙测量；对8?32个螺栓的法兰，每隔一个螺栓进行间隙测量；对超 过32个螺栓的法兰在16个近似相等的间隔位置进行间隙测量。 二、螺栓连接及紧固步骤: 1、在螺栓紧固程序中用螺栓紧固顺序图对每个螺栓孔进行顺序编号。 2、在1，2，3，4的位置用4个螺栓为垫片进行定位，确保缠绕垫片中心在突缘边沿以内。 3、用手紧固这4个螺栓，接着插入其它螺柱螺栓并手紧使其载荷平衡，确保螺母两端每端至少露出
螺栓拧紧方法
以下均以（牛.米）为单位。 温馨提示：当准备拧紧螺栓时，需要在螺栓的螺纹上涂少许机油，以便我们拧紧的时候减少多螺栓的损害；注意：机油不能涂太多，如涂太多后会造成“液锁”现象。 螺栓的拧紧方式及拧紧的质量评估 在汽车制造业中，将各种汽车零部件装配成整车的过程，需要很多种不同类型的联接，比如焊接、螺栓联接和粘胶联接等。其中螺栓联接是最重要的联接方法之一。由于螺栓联接可以获得很高的联接强度，又便于装拆，具有互换性，通过标准化实现了大批量生产，成本低而且价格便宜，经常被应用到发动机、变速箱和底盘等重要位置的装配中。所以，螺栓的拧紧质量直接影响到产品的安全性和可靠性。 螺栓联接质量控制原理 螺栓联接的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围，从而将两个工件可靠地联接在一起。为了确保螺纹联接的刚性、密封性、防松能力和受拉螺栓的疲劳强度，联接螺栓对预紧力的精度要求是相当高的。所以，轴向预紧力是评价螺栓联接可靠性的重要指标。轴向预紧力的最低限是由联接结构的用途决定的，该值必须保证被联接工件在工作过程中始终可靠贴合。轴向预紧力的最高值必须保证螺栓及被联接工件在预紧和工作过程中不会发生脱扣、剪断和疲劳断裂等损坏。
怎样控制和监控预紧力的数值，使之能够达到产品要求显然是一个值得研究的课题。 螺栓拧紧方法 螺栓拧紧方法主要有两类，分别是弹性拧紧和塑性拧紧。弹性拧紧一般指扭矩拧紧法，塑性拧紧主要包括转角拧紧法、屈服点拧紧法等。 1.扭矩拧紧法 扭矩拧紧法的原理是扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系。通过将拧紧工具设置到某个扭矩值来控制被联接件的预紧力。在工艺过程、零件质量等因素稳定的前提下，该拧紧方式操作简单、直观，目前被广泛采用。 根据经验，在拧紧螺栓时，有50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上，有40%消耗在螺纹的摩擦上，仅有10%的扭矩用来产生预紧力。由于外界不稳定条件对扭矩拧紧法的影响很多，所以通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的扭矩法将导致对轴向预紧力控制精度低。 而且有极少数的螺栓联接，扭矩已达到规定值，而螺栓头还未完全与被联接件贴合或间隙有时很小，目视不容易发现。此时扭矩值是合格的，但预紧力很小，甚至没有，所以在这种情况下，如果仅仅提出保证扭矩合格，那么保证装配拧紧质量就成了一句空话。 图1 转角拧紧法的拧紧曲线
螺栓拧紧力矩标准
M6~M24螺钉或螺母的拧紧力矩（操作者参考） 未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩) 未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)
公制螺栓扭紧力矩Q/STB 12.521.5-2000 范围：本标准适用于机械性能10.9级，规格从M6-M39的螺栓的扭紧力矩，对于使用尼龙垫圈、密封垫圈、其它非金属垫圈的螺栓，本标准不适用。 ★对于设计图纸有明确力矩要求的，应按图纸要求执行。
套管螺母紧固力矩Q/STB B07833-1998 材料HPb63-3Y2 直通式压注油杯Q/STB B07020-1998（螺纹M6、M8*1、M10*1）紧固力矩：0.3-0.5Kg.m。 安全阀Q/STB B07029-1998（螺纹R1/8） 紧固力矩：2.9-4.9Nm。 通气塞Q/STB B07030-1998 （螺纹R1/4） 紧固力矩：2.94-5.88Nm。 螺塞Q/STB B07040-1998（公称直径08-10螺距1.25，12-36螺距1.5） 螺栓（排气）Q/STB B07060-1998（M12*1.5） 紧固力矩：58.8-78.4N.m。 软管（锥形密封）Q/STB B07100-1998
软管（锥形密封）Q/STB B07123-1998 （接头部螺母拧紧力矩） 螺母（球头式管接头用）Q/STB B07201-1998 拧紧力矩：N.m 材料：（Q235） 管接头螺母Q/STB B07202-1998 拧紧力矩（Q235 / HPb 59-1）
铰接螺栓Q/STB B07206-1998 拧紧力矩（Q235） 球头式端直通接头Q/STB B07211-1998 拧紧力矩（Q235 HPb 60-1 ） 表中拧紧力矩适用于钢制接头 管接头Q/STB B07212-1998 紧固力矩（区分代号为5、7的件材料Q235）
螺栓紧固的技术要求
螺栓紧固的技术要求 法兰紧固件的检查: 一、垫片： 1、安装时,确保垫片是新的且是干净和干燥的，并检查垫片是否有缺陷和毁坏。 2、在任何情况下垫片都不能重复利用. 3、在安装前,确认使用的垫片尺寸及等级与法兰的标识一致。 二、法兰面： 1、安装前检查法兰面是否有损坏,如划痕，刻痕，泥，腐蚀和毛刺，径向穿过法兰密封面水纹线的凹痕、划痕深度超过0.2mm，且覆盖面超过垫片密封面宽度一半时，法兰必须重换或者密封面重新加工。 2、法兰背面螺母支撑面位置应是平行和光滑的。 三、螺栓和螺母： 1、根据管线等级图检查螺栓直径和长度的正确性。
2、螺纹和接触面不得有污垢、铁锈、重皮、刻痕、毛刺、碎屑和其它在紧固过程中影响扭矩的外部物质。 3、B8和B8M的所有等级的螺栓不允许重复利用。 4、不允许用焊接或机加工方法修补螺栓。 5、在法兰安装紧固完后，至少有两个螺纹露在螺母外面。 四、螺柱螺栓和螺母的润滑： 1、螺栓和螺母使用前必须进行润滑处理，使螺栓紧固时有低的摩擦系数以及提高螺栓螺母的抗滑丝、抗腐蚀性能。 2、螺柱螺纹、螺母螺纹和接触面在使用涂润滑油前必须脱脂和干燥。 3、对螺栓螺纹、螺母螺纹、螺母承载面、垫圈、法兰上的螺母支撑面应正当地使用统一的润滑油.螺栓紧固方法的选择： 一、普通应用：普通应用条件下的法兰螺栓紧固可以根据螺栓尺寸和法兰等级通过用拧紧扳手或锤击扳手的不可控方法进行也可用扭矩扳手或液压螺栓拉伸器的可控方法进行。 二、严格应用：严格应用条件下的法兰螺栓紧固只能通过用扭矩扳手或液压螺栓拉伸器的可控方法
进行。螺栓尺寸和法兰等级决定使用扭矩扳手或液压螺栓拉伸器。 紧固技术要求： 一、法兰对中的检查: 1、对标准法兰而言，螺栓能自由穿入螺栓孔即认为是对中的。 2、在管道与管道法兰安装中，松开相邻管道支撑并且调整至正确的对中。当安装管道至设备时，只调节管道。 3、在任何情况下都不能调节设备来到达对中。 4、通过测量预接头的两片匹配法兰之间的间隙来确认法兰面的平行度误差。对8个螺栓的法兰在4个近似相等的间隔位置进行间隙测量；对8～32个螺栓的法兰，每隔一个螺栓进行间隙测量；对超过32个螺栓的法兰在16个近似相等的间隔位置进行间隙测量。 二、螺栓连接及紧固步骤： 1、在螺栓紧固程序中用螺栓紧固顺序图对每个螺栓孔进行顺序编号。 2、在1，2，3，4的位置用4个螺栓为垫片进行定位，确保缠绕垫片中心在突缘边沿以内。 3、用手紧固这4个螺栓，接着插入其它螺柱螺栓并手紧使其载荷平衡，确保螺母两端每端至少露出
螺栓、螺母、垫片使用规范详解
螺栓、螺母、垫片使用规范详解 普通螺栓作为永久性连接螺栓时应符合下列要求： 1.对一般的螺栓连接，螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面积。 2.螺栓头和螺母侧应分别放置平垫圈，螺栓头侧放置的平垫圈一般不应多于2个，螺母侧放置的平垫圈一般不应多于 1个。 3.对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用防松动装置的螺母或弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。 4.对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。 5.对于工字钢、槽钢类型钢利用斜面连接时应使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。
螺栓使用位置分类要求 根据配电线路螺栓使用位置及功能，螺栓可分为：电气连接类、电气设备固定类、铁附件固定类三种。下面具体说明： 1.电气连接类： 户外一次接线应采用热镀锌螺栓连接，所用螺栓应有平垫圈和弹簧垫圈，螺栓紧固后，螺栓宜露出 2～3扣。一根螺栓配两个平垫圈、一个弹簧垫圈、一个螺母。安装时螺栓头侧放置一个平垫圈，螺母侧放置一个平垫圈和一个弹簧垫圈，其中弹簧垫圈靠螺母。 2.电气设备固定类： 变压器、配电箱底座与铁附件连接如利用槽钢斜面螺栓连接固定时，一根螺栓配一个螺母、一个斜垫圈（槽钢斜面侧用）和一个平垫圈（平面2侧用）。利用槽钢平面螺栓连接固定时，一根螺栓配两个平垫圈、一个弹簧垫圈、一个螺母。安装时螺栓头侧放置一个平垫圈，螺母侧放置一个平垫圈和一个弹簧垫圈，其中弹簧垫圈靠螺母。隔离开关、跌落式熔断器、避雷器与铁附件的连接，原则上使用设备厂家提供的安装螺栓。 3.铁附件固定类： 铁附件连接螺栓孔为圆孔时，一根螺栓配一个螺母、两个平垫圈，铁附件连接螺栓孔为长孔时，一根螺栓配一个螺母、两个方形垫圈，安装时螺栓头侧和螺母侧各放置一个平垫圈（方形垫圈）。铁附件连接采用双头螺栓时，螺栓每端各配一
螺栓螺母垫片使用规范
螺栓螺母垫片使用规范 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
螺栓连接基本要求 普通螺栓作为永久性连接螺栓时应符合下列要求： 1.对一般的螺栓连接，螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压 面积。 2.螺栓头和螺母侧应分别放置平垫圈，螺栓头侧放置的平垫圈一般不 应多于2个，螺母侧放置的平垫圈一般不应多于1个。 3.对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用防松动装置的螺母 或弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。 4.对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫 圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。 5.对于工字钢、槽钢类型钢利用斜面连接时应使用斜垫圈，使螺母和 螺栓头部的支承面垂直于螺杆。 螺栓使用位置分类要求 根据配电线路螺栓使用位置及功能，螺栓可分为：电气连接类、电气设备固定类、铁附件固定类三种。下面具体说明： 1.电气连接类： 户外一次接线应采用热镀锌螺栓连接，所用螺栓应有平垫圈和弹簧垫圈，螺栓紧固后，螺栓宜露出2～3扣。 一根螺栓配两个平垫圈、一个弹簧垫圈、一个螺母。安装时螺栓头侧放置一个平垫圈，螺母侧放置一个平垫圈和一个弹簧垫圈，其中弹簧垫圈靠螺母。 2.电气设备固定类： 变压器、配电箱底座与铁附件连接如利用槽钢斜面螺栓连接固定时，一根螺栓配一个螺母、一个斜垫圈（槽钢斜面侧用）和一个平垫圈（平面
侧用）。利用槽钢平面螺栓连接固定时，一根螺栓配两个平垫圈、一个弹簧垫圈、一个螺母。安装时螺栓头侧放置一个平垫圈，螺母侧放置一个平垫圈和一个弹簧垫圈，其中弹簧垫圈靠螺母。 隔离开关、跌落式熔断器、避雷器与铁附件的连接，原则上使用设备厂家提供的安装螺栓。 3.铁附件固定类： 铁附件连接螺栓孔为圆孔时，一根螺栓配一个螺母、两个平垫圈，铁附件连接螺栓孔为长孔时，一根螺栓配一个螺母、两个方形垫圈，安装时螺栓头侧和螺母侧各放置一个平垫圈（方形垫圈）。铁附件连接采用双头螺栓时，螺栓每端各配一个螺母、一个平垫圈（方形垫圈）。 对于槽钢和工字钢翼缘上倾斜面的螺栓连接，则尽量使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。 螺栓的穿向要求 对立体结构：水平方向由内向外；垂直方向由下向上。 对平面结构：顺线路方向，双面构件由内向外，单面构件由送电侧穿入或按统一方向；横线路方向，两侧由内向外，中间由左向右(面向受电侧)或按统一方向；垂直方向，由下向上。 变压器台架平面结构：以变压器高、低压端子为参考方向，从低压端子端向高压端子方向穿；以变压器、电杆为参考方向，从变压器侧向电杆侧方向穿（由内向外穿）。 螺栓的紧固要求 连接螺栓应逐个紧固，螺栓的扭紧力矩不应小于表4的规定。若发现螺杆与螺母的螺纹有滑牙或螺母的棱角磨损以致扳手打滑的，应更换螺栓、螺母。
螺栓使用规范
螺栓使用工艺及检验规程 根据图纸、流转单、作业指导书等技术、工艺文件要求，选择等级、长度、直径合适的螺栓。 一般情况下，螺栓等级禁止降低，尽量不提高。螺栓螺母等级应相配。8.8级螺栓配8级螺母，10.9级螺栓配10级螺母。 1、螺栓大小的选择 螺栓孔的大小，决定了螺栓的大小。若预连接零件的螺栓孔大小不一致，则以孔径较小的为准。 螺栓孔与所使用的螺栓对照表 GB/T5277--1985。 螺栓孔的直径 3.4~3.6 4.5~4.8 5.5~5.8 6.6~7 9~10 螺栓的直径M3 M4 M5 M6 M8 螺栓孔的直径11~12 13~14.5 15~16.5 17~18.5 19~21 螺栓的直径M10 M12 M14 M16 M18 如孔的直径不在上表中，以能穿的最大直径的螺栓为准，螺栓的大小以技术、工艺文件为准，在没有要求时，以本条规范为准。 2、螺栓的防松 螺栓的防松现用三种方式，开口销式，双母式，弹垫式。 开口销式，属于机械锁固型防松方法配备：1个开槽螺栓，1个开槽螺母，数个平垫，1个开口销。不同规格的螺栓所配开口销见附表。 双母式防松配备：1个螺栓、2个螺母，1个平垫。平垫安装在螺母和零件之间。 弹垫式防松配备：1个螺栓，1个螺母，1个平垫，1个弹垫。平垫、弹垫安装在螺母和零件之间。弹垫紧贴螺母，平垫紧贴零件。 没有规定采用何种防松措施时，一律按照弹垫式防松配备。 螺栓组的防松配备以技术、工艺文件为准，在没有要求时以本条规范为准。 不同规格的螺栓所配开口销对照表 GB/T91--2000 螺栓直径M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M24 所配的开口 1.6 2 2.5 3.2 3.2 4 4 5 销直径 3、螺栓的漏出长度 根据螺栓螺距的长度，确定露出长度，见下表： 螺栓的螺距0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.5 3 螺栓露出长 2.5 3.5 4 4.5 5.5 6 7 8 度 注：1、实际露出长度不得小于表中数值；一般不要大于10； 2、螺距可以简单理解为两道牙的间距；摘自：机械设计手册 6—12 表6.2-5
轨道交通装备螺栓紧固防松标识操作规程
轨道交通装备螺栓紧固防松标识操作规程 1 / 9文档可自由编辑
轨道交通装备螺栓紧固防松标识操作规程 1 目的 为防止轨道交通装备螺栓紧固防松标识漏划、错划，防松标识线条不规范等现象，本规程规定了各型轨道交通装备螺栓紧固防松标识的具体划法，做到能够明确辨别螺栓连接结构是否发生松动，确保各型轨道交通装备螺栓连接组装达到设计和制造工艺、质量要求和运营安全。 2 适用范围 本操作规程适用于各型轨道交通装备的螺栓、螺钉等紧固件防松、防脱的紧固标识划法及标识工具的使用。 3 基本要求 3.1 螺栓紧固防松标识工具 螺栓紧固防松标识工具主要有油漆记号笔、洁净抹布、清洗剂等。油漆记号笔的颜色应能与被标识部分颜色明显区分开来，一般情况下自检选用红色油漆记号笔，互检选用黑色油漆记号笔，特殊情况按照该产品组装工艺文件规定执行。 3.2 螺栓紧固防松标识流程 螺栓紧固操作者使用扭矩工具将螺栓、螺钉、螺母紧固到位后，先用洁净抹布将防松标识部位（螺栓、螺母及安装面）进行清洁，随后用规定的油漆记号笔涂打防松标识。 产品返修（紧固件需拆卸或松动的情况），产品返修前应先用抹布蘸取少量清洗剂去除原有的防松标识，然后进行返修，返修完成后重新涂打防松标识。 特殊情况下需要标识双线的具体按照该产品组装工艺文件规定执行。3.3 螺栓紧固防松标识准则 3.3.1 产品图样上有明确扭矩要求的部位一般都需要进行防松标识。 3.3.2 当被紧固部位的螺栓、螺母都可进行防松标识时，防松标识原则上涂
打在螺母端。 3.3.3 工序中的可视部位最好能在整车时看到，如果整车时确不能看到的，以本工序的可视面为准。 3.3.4 整车完工状态时观察，螺栓紧固为竖直方向时，防松标识位置为视觉正前方且标识线为竖直线；螺栓紧固为水平方向时标识线为水平线，无法在以上两个位置进行防松标识或有特殊要求的以该产品组装工艺文件为准。3.3.5 所有防松标识的可追溯性，包括自检和互检，在产品质量确认表中以实名制体现。 3.3.6 同一产品的相同部位防松标识应一致，相邻或成组螺栓（螺钉）、螺母的防松标识应一致，其中圆形布置的螺栓标识线呈辐射状朝外（见图1） 图1 3.3.7 从螺母端紧固的，防松标识应从工件的表面划到螺母的侧面并延长到
螺栓的生产工艺
螺栓的生产工艺 螺丝生产工艺(一)--退火 一、目的：把线材加热到适当的温度，保持一定时间，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。 二、作业流程： （一）、入料：将需要处理的产品吊放炉内，注意炉盖应盖紧。一般一炉可同时处理7卷（约1.2吨/卷）。 （二）、升温：将炉内温度缓慢（约3-4小时）升至规定温度。 （三）、保温：材质1018、1022线材在680℃-715℃下保持4-6h，材质为10B21，1039，CH38F线材在740℃-760℃下保持5.5-7.5 h。 （四）、降温：将炉内温度缓慢（约3-4小时）降至550℃以下，然后随炉冷却至常温。 三、品质控制： 1、硬度：材质为1018、1022线材退火后硬度为HV120-170，材质为中碳线材退火后硬度为HV120-180。 2、外观：表面不得有氧化膜及脱碳现象。 螺丝生产工艺(二)--酸洗 一、目的：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。 二、作业流程： （一）、酸洗：将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除去线材表面的氧化膜。 （二）、清水：清除线材表面的盐酸腐蚀产物。 （三）、草酸：增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。 （四）、皮膜处理：将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性的化合物（如Zn2Fe（Po4）2·4H2o），附着在钢铁表面形成皮膜。 （五）、清水：清除皮膜表面残余物。 （六）、润滑剂：由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不是很低，不能赋予加工时充分的润滑
螺栓拧紧力矩规范
螺栓拧紧力矩标准 M6~M24螺钉或螺母的拧紧力矩（操作者参考） 未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩) 未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)
公制螺栓扭紧力矩Q/STB 12.521.5-2000 范围：本标准适用于机械性能10.9级，规格从M6-M39的螺栓的扭紧力矩，对于使用尼龙垫圈、密封垫圈、其它非金属垫圈的螺栓，本标准不适用。 ★对于设计图纸有明确力矩要求的，应按图纸要求执行。
套管螺母紧固力矩Q/STB B07833-1998 紧固件的同行！您好！我是mDesign机械设计平台中国区总代理。非常期待与您的合作。我们希望在紧固件领域能有所作为。 我姓张，联系电话137*61966719。以下是MDESIGN机械设计平台的简要介绍： mDesign是源于德国的一款机械设计平台。软件编制始于1983年，主要由mDesign公司、德累斯顿工业大学(Technische Universit?t Dresden)、VDI（德国工程师协会）、DIN 的人员一同编制完成。 软件主要是基于德国机械标准（VDI、DIN以及ISO）进行编制，对机械零件（齿轮、轴、轴承、螺栓、梁、联轴器、皮带、链条、胶接等等）进行计算和验证。轴基于DIN743，高强度螺栓基于VDI2230，齿轮尺寸设计基于DIN3960，齿轮强度校核基于DIN3990/ISO6336。MDESIGN对高强度螺栓、轴、齿轮箱、LVR、LVR planet开发了独立的模块，除这些模块同时可对计算结果进行优化。以下是这5个模块的主要功能： 高强度螺栓模块：高温低温工况服役的螺栓、可计算最多5层的被连接件、空心螺栓、自定义齿轮螺栓、不可简化的多螺栓分布、偏心负载工况。同时我公司聘请了德国波鸿大学的技术支持，专门研究
螺栓紧固的几种方法
螺栓紧固的几种方法 一、 伸长量计算 △ L ＝（K ×σs ×L ）/ E mm △ L ＝伸长量 K 取＝0.7 E ＝206GPa （弹性模量） 例：5.8级σs 取400MPa 二、 拧紧力计算：Po ＝Mpa ×A 2×0.5（N ） 力矩M ＝Po ×0.2×D （N ） 三、 螺帽旋转角度：伸长量×（螺距 / 360°）＝转角° 四、 加热紧固：伸长量 / K ×L + To = C ° 五、 螺栓的受力计算： p=704 2??s d δπ%= kg d=D-H D=螺栓外经 H=螺纹高系数0.65×2×T T=螺距6 六、螺栓的紧固力矩： 预紧力计算公式: Q=1/4×π×d 2×δS ×50%～70％ 例：m48 8.8级 d ＝φ42 1/4×3.14×422×640×50%＝443116.8 N 螺栓紧固力矩公式: T=0.2×Q ×D T=0.2×443116.8×0.048=4254 Nm Q-预紧力 d-螺栓小径 δS -材料屈服强度 T-力矩 δs =D-螺栓公称直径 七、例m140 长2440mm 强度等级8.8 计算预紧力和螺母的转角。（螺栓材料的弹性模量E ＝210000N/mm 2 螺栓公称应力載面积A s =14530mm 2） 8.8级 δs ＝0.8×800N/mm 2＝640 N/mm 2 螺栓的连接应力δ＝0.6δ s ＝384 N/mm 2 螺栓的预紧力 F 0＝δA s =384×14530＝5579520N ≈5580kN 螺栓的伸长量△L=δ×L/E ＝384×2440/210000＝4.46mm 转角β＝△L/S ×360＝4.46/6×360＝267.6度
拧紧技术及拧紧机
螺栓拧紧技术及拧紧机 螺栓拧紧在机械制造业中的应用非常广泛，机械制造中零部件的连接与装配，机械整体的装配等等，可以说几乎是都离不开螺栓拧紧。 第一节螺栓拧紧的基本概念及拧紧的方法 任何机体均是由多种零件连接（即组装）起来的，而零件的连接有多种，采用螺栓连接就是其中最常用的一种，而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧，因而这“拧紧”也就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。 零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动载荷，还需要两被连接体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。这样就要求作为连接用的螺栓，在拧紧后要具有足够的轴向预紧力（即轴向拉应力）。然而这些力的施加，也都是依靠“拧紧”来实现的。因而，我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。 一．螺栓拧紧的基本概念 1．拧紧过程中各量的变化 在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压；但在拧紧的整个过程中，受力的大小是不同的（见图1），大体上分为下述几个阶段： ⑴在开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力F为零；但由于存在摩擦力，故扭矩T保持在一个较小的数值。 ⑵当靠座后(Z点)，真正的拧紧才开始，压紧力F和拧矩T随转角A 的增加而迅速上升。 图 1
⑶达到屈服点，螺栓开始朔性变形，转角增加较大而压紧力和扭 矩却增加较小，甚至不变。 ⑷再继续拧紧，力矩T 和压紧力F 下降，直至螺栓产生断裂。 2．力矩率 力矩率R 所表示的是力矩增量△T 对转角△A 的比值（见图2），即： R ＝△T /△A （1） 硬性连接的R 值高，软性连接的R 值低。R 值与螺栓的长度、连 接中各件之间的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。摩擦系数的变化， 是影响力矩率的主要因素。此外，再加上垫圈、密封垫片等引起的弹 性变化，装配线上同样螺纹连接之间的力矩率变化可能超过百分之百， 这样，力矩/转角的曲线就可能落在图3斜线中的任何位置。 3．摩擦与力矩对压紧力的影响 从图4中可见，同一力矩T 值， 而由于摩擦系数μ值的不同，压紧力 F 可能相差很大。所以，摩擦系数μ 对压紧力F 的影响是非常大的。这里 的摩擦系数主要是指螺纹接触面、螺 栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。 二． 螺栓拧紧的方法 拧紧，实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到被 拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力（即轴向拉应力）。而不论是两被连 图 4 T =0.4 =0.5 图 3 图 2
HB 6586-1992 螺栓螺纹拧紧力矩
中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准 螺栓螺纹拧紧力矩 HB 6586-92 代替 HBO—63—87 ——————————————————————————————————— 1 主题内容与适用范围 本标准规定了螺栓连接时用定力扳手拧紧螺母的拧紧力矩。 本标准适用于MJ螺纹和普通螺纹有润滑的抗拉和抗剪螺栓安装时确定其拧紧力矩值。 2 引用 GB 196 普通螺纹 GJB 3.2 MJ螺纹螺栓和螺母螺纹的尺寸与公差 GJB 123 螺栓的螺钉技术条件 HB 1-218 螺栓、螺钉和螺桩技术条件 HB 6443 螺母专用技术条件 3 技术条件 3.1 本标准规定的螺栓螺纹基本尺寸，普通螺纹按GJB 196、MJ螺纹按GJB 3.2。 3.2 螺栓的最低强度分别为 590MPa；930MPa；1075MPa及1470MPa。 3.3 螺栓和螺母的制造要求应符合GJB 123、HB 1-218 及HB 6443的规定。
3.4 螺栓螺纹拧紧力矩值的选择见表。 3.5 安装螺栓时，一般应采用旋动螺母的办法拧紧，当必须从螺栓头部拧紧时，其拧紧力矩值应处在表中规定的上偏差范围内。 3.6 当采取本标准规定的拧紧力矩时，应考虑螺母与螺栓强度的匹配。 3.7 当采用本标准时，应在图样或有关技术文件上注明。 表 螺栓螺纹拧紧力矩值 螺栓强度等级 590MPa（min） 930MPa（min） 螺 栓 类 型 抗 拉 抗 剪 抗 拉 抗 剪 螺栓螺纹规格 螺栓拧紧力矩 N·cm 4×0.7 100±10 60±10 160±10 100±10 5×0.8 210±10 130±10 340±10 200±10 航空航天工业部 1992—06—02发布 1992—12—01实施 HB 6586—92 续表 螺栓强度等级 590MPa（min） 930MPa（min） 螺 栓 类 型 抗 拉 抗 剪 抗 拉 抗 剪 螺栓螺纹规格 螺栓拧紧力矩 N·cm
螺钉扭力标准规范
广州市奥威亚电子科技有限公司规范检验文件 螺钉扭力标准规范 文件编号: 版本号: 秘密等级：普通发出部门: 生产部颁发日期: 总页数：5 附件：无 主题词：螺钉扭力标准 编制: 刘亿华 审核: 批准: 文件更改历史 更改日期版本号更改原因 新版发布
一. 目的 本规范明确了录播、云台等机械装配螺钉及螺栓联接的紧固力矩控制要求及相关注意事项；本规范适用于奥威亚制生产部。 二.引用标准 塑胶、金属件连接 螺钉扭力规格
三.扭力标准制定 1.准备测试用具:电动起子，扭力计,机台,各种规格螺丝。 2.实际量测以不同扭力锁附各规格螺丝，并立即量测出退锁扭力值。退锁扭力应为锁附扭力值的60%或以上。 3.用扭力计直接测量出破坏扭力数值，破坏扭力数值即会造成滑牙，滑丝，螺丝断裂或螺丝头打花的扭力值。 4.求出适当扭力数值，Ex:测出锁PCB板螺丝破坏扭力值为,则适当扭力上限值为16/2=, 故适当扭力值取 7±。注:根据本厂内产品螺丝规格之特性，扭力值之安全系数取2，避免作业时因锁附扭力值定的太大,而造成锁附时会偶滑牙,滑丝,螺丝头打花不良现象. 5.验证适当扭力值之可靠性。 a.重复锁附，测量扭力值。 b.取用适当扭力值锁附之产品进行振动试验，检查螺丝有无松动，并用扭力计量测各螺丝退锁扭力是否大于或等于适当扭力值的60%。
6.螺丝扭力标准(目前常用之螺丝扭力标准): 常见螺丝扭力标准 备注：容许误差：±10% 。 A、铁螺丝与铁螺帽（螺孔）之固定，如：*箱体各组件之组合。*接地螺丝、螺帽之固定。*PCB固定于箱体。 B、铁螺丝、铜螺帽、螺孔及铝合金材料螺孔之螺定，如：*电晶体或线材端子固定于铝散热片上；*铝散热片固定于PCB 上；*大电容或电晶体端子（TERMINAL）之固定螺丝。*RS-232六角铜柱之固定。 C、铁螺丝（自攻）锁于塑胶孔。*塑胶面板固定于箱体。*PCB固定于塑胶面板上。
高强度螺栓紧固工艺
高强度螺栓紧固工艺 1、适用范围： 本规程适用于美国钢桥（钢结构部分）高强度大六角头螺栓的施工与验收。 2、引用标准： ?RCSC,Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts, 2000. ?AISC,Manual of Steel Construction, Load & Resistance Factor Design, Metric Conversion of the Second Edition. S pecification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolt ?AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications 3、螺栓的储运、管及使用要求： 紧固件（螺栓，螺母和垫圈）上涂有保护油，以防止腐蚀和便于安装。在紧固件的加工和安装期间，必须残留一点保护油。粗制螺纹一般涂一层水溶性保护油，它很容易被雨雪以及潮湿冲刷掉。如果紧固件没有被保存在密封的容器（比如螺栓桶）内，保护油会在阳光，干燥环境下缓慢蒸发。 为了保持条件，在安装前紧固件必须储存在密封的容器内，存放紧固件的密封容器要放在有遮盖的阴凉处。只有当紧固件准备安装时或换班期间要拧紧才可以从保护容器中取出。下班后不用的紧固件应及时放回到保护容器内。 镀锌螺栓和螺母由厂商提供，必须配套储存不可混合。同粗制紧固件一样，镀锌紧固件也应被储存在保护容器内。 镀锌高强度螺栓不能重复使用。初拧后再终拧不属于重复使用。 4、螺栓孔的检查： 4.1 螺栓孔径应符合设计要求，孔径和孔距的允许偏差应符合标准规定。 4.2 孔要钻成正圆柱体，孔壁与构件表面垂直，孔边毛刺必须彻底去掉。 5、结合面的准备： 5.1 所有结合面，包括螺栓头和螺母旁边的表面，无氧化皮(紧密的轧制氧化皮除外)，无污物或其它杂质。 5.2 经处理后的结合面应采取保护措施，防止被油污、油漆等污染。严禁在高强度螺栓连接处结合面上作任何标记。 5.3 高强度螺栓连接结合面禁止涂硅胶等密封胶，结合面的处理为：喷砂＋涂富锌
螺栓拧紧方法及预紧力控制
化 工 设 备 与 管 道第42卷 螺栓拧紧方法及预紧力控制 初泰安 (扬子石油化工公司芳烃厂,南京 210048) [摘要] 石化、炼油企业装置上的静密封结构以螺栓法兰垫片连接系统为主,检修期间螺栓拧紧方法的选择和预紧力的正确控制对保证装置的安全运行至关重要。本文介绍了实际生产中常用的扭矩法、螺母转角法和液压拉伸法的基本原理,并给出了各种预紧力的控制方法及其所能达到的精度,对安装和维修有一定的指导意义。 [关键词] 螺栓; 预紧力; 拧紧; 法兰连接 螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。为了保 证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行, 垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况 下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变 形,高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓 预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小 的预紧力都会对密封产生不利影响。螺栓预紧力过 大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧 断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余 压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统 泄漏。因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须 重视的问题。 1 螺栓拧紧方法 1.1扭矩拧紧法 扭矩拧紧法[1、2]是最常用的螺栓拧紧方法,通 过扭矩扳手显示的扭矩值来控制被连接件的预紧 力,操作简单、直观。 拧紧螺栓时的拧紧力矩: M=K t Q0d×10-3N m 式中:Q0———预紧力,N; K t———计算系数; d———螺栓的公称直径,m m。 Q0=M K t d×10-3 N(1)系数K t与螺纹表面及法兰的光洁度、润滑状况、拧紧速度、所用拧紧工具、以及反复拧紧时的温度变化等有关,通常在0.1～0.3之间变化。K t的变化将导致预紧力Q0也发生较大变化,变化范围大约在40%左右。所以,如采用扭矩法拧紧螺栓,其计算载荷需要1.3倍最大工作载荷,这必然会造成螺栓直径增大,或数量增加,或提高材质。这对简化结构、降低成本,减轻其重量都是不利的。1.2旋转角度拧紧法 螺母(或螺栓)拧紧时的旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致成比例关系,因而可采用按规定旋转角度来达到预定预紧力的方法。在最初拧紧时,先要确定极限扭矩(即实现连接密封所需的扭矩),把螺栓一直拧到极限扭矩,再转过一个预定的角度,此即为旋转角度拧紧法[1、2]。 螺栓伸长量与预紧力的关系为 Q0= ΔL L E A s(2)式中:L ———螺栓长度,mm; ΔL———螺栓变形伸长量,m m; E———弹性模数,MPa; A s———螺栓的平均截面积,mm2。 由于在弹性区域内ΔL正比于螺栓的回转角度θ,所以Q0为θ的函数,只要准确控制螺栓回转角度,便可准确控制预紧力。 由于旋转角度拧紧法可使螺栓预紧力分散度减小,故平均螺栓预紧力可达到屈服极限的70～80%,这既提高了材料的利用率,也比较可靠。 1.3液压拉伸预紧法 (1)原理 液压拉伸预紧技术[3]是利用液压拉伸器完成螺栓的预紧工作。为了使螺栓的预紧力均匀,满足密封要求,必须确保每个螺栓的伸长量均在计算允许的范围内,若某个螺栓的伸长量超差,则需进行调整拉伸操作。 (2)螺栓伸长量计算 在螺栓材料的弹性范围内,螺栓伸长量与所施加的轴向载荷成正比,其计算公式为 ΔL1=N L E A L (3) 8
螺栓拧紧方法
以下均以N.M（牛.米）为单位。 8.8 10.9 12.9 铸铁铝铸铁铝铸铁铝 M10 45 30；60 30；70 30； M12 80 55；105 55；125 55； M14 125 90；165 90；195 90； M16 180 140；240 140；290 140； M18 230 180；320 180；400 180； 温馨提示：当准备拧紧螺栓时，需要在螺栓的螺纹上涂少许机油，以便我们拧紧的时候减少多螺栓的损害；注意：机油不能涂太多，如涂太多后会造成“液锁”现象。 螺栓的拧紧方式及拧紧的质量评估 在汽车制造业中，将各种汽车零部件装配成整车的过程，需要很多种不同类型的联接，比如焊接、螺栓联接和粘胶联接等。其中螺栓联接是最重要的联接方法之一。由于螺栓联接可以获得很高的联接强度，又便于装拆，具有互换性，通过标准化实现了大批量生产，成本低而且价格便宜，经常被应用到发动机、变速箱和底盘等重要位置的装配中。所以，螺栓的拧紧质量直接影响到产品的安全性和可靠性。 螺栓联接质量控制原理 螺栓联接的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围，从而将两个工件可靠地联接在一起。为了确保螺纹联接的刚性、密封性、防松能力和受拉螺栓的疲劳强度，联接螺栓对预紧力的精度要求是相当高的。所以，轴向预紧力是评价螺栓联接可靠性的重要指标。轴向预紧力的最低限是由联接结构的用途决定的，该值必须保证被联接工件在工作过程中始终可靠贴合。轴向预紧力的最高值必须保证螺栓及被联接工件在预紧和工作过程中不会发生脱扣、剪断和疲劳断裂等损坏。怎样控制和监控预紧力的数值，使之能够达到产品要求显然是一个值得研究的课题。 螺栓拧紧方法 螺栓拧紧方法主要有两类，分别是弹性拧紧和塑性拧紧。弹性拧紧一般指扭矩拧紧法，塑性拧紧主要包括转角拧紧法、屈服点拧紧法等。 1.扭矩拧紧法 扭矩拧紧法的原理是扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系。通过将拧紧工具设置到某个扭矩值来控制被联接件的预紧力。在工艺过程、零件质量等因素稳定的前提下，该拧紧方式操作简单、直观，目前被广泛采用。 根据经验，在拧紧螺栓时，有50%的扭矩消耗在螺栓端面的摩擦上，有40%消耗在螺纹的摩擦上，仅有10%的扭矩用来产生预紧力。由于外界不稳定条件对扭矩拧紧法的影响很多，所以通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的扭矩法将导致对轴向预紧力控制精度低。 而且有极少数的螺栓联接，扭矩已达到规定值，而螺栓头还未完全与被联接件贴合或间隙有时很小，目视不容易发现。此时扭矩值是合格的，但预紧力很小，甚至没有，所以在这种情况下，如果仅仅提出保证扭矩合格，那么保证装配拧紧质量就成了一句空话。
螺栓紧固及检查标准
螺钉螺栓紧固扭矩及标识的检查 1、适用围 本标准适用于各种螺钉、螺栓紧固，各种部件的紧固扭矩及标识的检查。 2、紧固的种类和目的 使用螺钉、螺栓类的紧固有以下几种，将紧固目的与种类对应所示如下，要在充分理解紧固目的的基础上进行检查： 2.1被紧固物为金属接触紧固时 这是最通用的紧固方法，多用于导电部位的连接、金属部件的安装等目的，实施轴应力直至螺钉、螺栓的材料弹性达到极限附近，利用其产生的反向轴力达到紧固目的。 2.2 被紧固物之间垫有非金属材料进行紧固时 这是一种在金属的被紧固物之间垫有密封垫、瓷器、绝缘物进行紧固的方法，其目的多为气体、油、水等液体的密封以及电气、热的绝缘、防震等，紧固力的大小应对抗非金属材料的压缩强度且能得到规定的压面，不限定于2.1项所示施加接近螺栓材料的弹性极限的轴向力，很多情况下是根据实际情况下采用不同的紧固扭矩及采用低扭矩下实施放松的措施。
2.3 被紧固物为非金属之间的紧固时 这种方法多用于绝缘目的，虽然与2.2的情况相同，但是相互为绝缘物，因材料的收缩、变形，紧固的螺栓会产生松动，所以需要防松措施。此外这种情况下，因绝缘结构方面的需要，也有使用绝缘材料制成的绝缘螺栓，根据材料强度分别规定相应的紧固扭矩。 2.4 特殊的紧固 管道铺设的相关接头、使用特殊螺钉进行的紧固，半导体的特殊紧固情况也很多，根据需要分别规定相应的紧固扭矩，
3、紧固操作状况的把握 第2项中列举的各种紧固要根据各自的螺栓头部的形状、紧固部位、紧固的大小、操作效率等，使用各种手动工具、电动工具进行操作。要充分的把握各自紧固操作的实际情况，合理的进行紧固检查。 以下叙述了不同的紧固操作方法等会带来的紧固扭矩的倾向，需要作为检查的预备知识掌握。 （1）使用扭矩扳手的紧固 定期检测的合格的扭矩扳手，扭矩的可靠性很高。在此基础上使用（还采用）标识法，可靠性会进一步提高。 （2）使用螺钉钳的紧固 使用与螺钉公称尺寸相对应的螺钉钳紧固，应该是比较合适的扭矩，但是由于操作技能的熟练程度、疲劳度、紧固部位、姿势等，每个人之间以及同一个人不同的时间，实际的扭矩参数不齐差别很大，一般来说，M12以下的普通铜螺栓、非铁螺栓，紧固扭矩一般会变大，而M20以上的普通铜螺栓、合金钢、特殊钢螺栓，紧固扭矩容易变小。 （3）使用套筒扳手的紧固 套筒扳手的手柄长度是一定的，选用与螺钉大小相适应的套筒进行紧固，所以