螺纹连接是要利用螺纹紧固件将被连接件可靠的连接在一起,实质是控制轴向夹紧力,在装配过程中受结构功能、零件强度、工艺控制方法及控制精度以及连接副的摩擦性能等多方面因素的影响。螺栓紧固件的拧紧是克服支撑面摩擦和螺纹间摩擦的过程,其总能量的90%用于克服摩擦,只有约10%的能力用于提供轴向夹紧力。所以,湖南铆螺母系列厂家工作人员告诉大家摩擦系数对螺纹紧固件轴向夹紧力有非常大的影响。
理论基础
根据螺纹连接的受力分析,在拧紧螺纹紧固件(如螺栓、螺母)时,施加在紧固件上的扭矩主要用于克服螺纹副之间的摩擦力矩和螺母(或螺栓头)与被夹紧表面之间的摩擦力矩,只有一部分扭矩转化为轴向夹紧力。摩擦系数是计算这些摩擦力矩的关键参数。
轴向夹紧力与扭矩之间的关系可以用公式来近似表示(其中是螺纹的公称直径,是拧紧系数,与摩擦系数等因素有关)。从这个公式可以看出,在扭矩和螺纹公称直径一定的情况下,摩擦系数的变化会通过影响拧紧系数来改变轴向夹紧力。
不同摩擦系数下的夹紧力变化
当摩擦系数增 大时,为了获得相同的轴向夹紧力,需要施加更大的扭矩。例如,在一个普通的螺栓连接中,如果螺纹副之间和螺母与被夹紧表面之间的摩擦系数从增加到,在保持其他条件不变的情况下,要达到相同的轴向夹紧力,所需的扭矩可能会增加一倍左右。
相反,当摩擦系数减小时,在相同扭矩下,轴向夹紧力会增 大。但如果摩擦系数过小,可能会导致螺纹副之间的自锁性能下降,在受到振动等外部因素时,容易出现松动现象。
实际应用中的影响
在汽车制造领域,发动机缸盖螺栓的紧固非常关键。由于发动机工作时会产生振动和热应力,对螺栓的轴向夹紧力要求很高。如果螺栓与缸盖之间以及螺纹副之间的摩擦系数不稳定,可能会导致夹紧力不足或过大。夹紧力不足会使缸盖密封不严,出现漏气现象,影响发动机的功率输出和燃油经济性;夹紧力过大则可能会损坏缸盖或螺栓,甚至导致螺栓断裂。
在钢结构建筑中,高强螺栓连接的摩擦系数也至关重要。如果摩擦系数不符合设计要求,会影响连接的可靠性。湖南铆螺母系列厂家工作人员给大家举个例,如何摩擦系数过低,在风荷载、地震等作用下,螺栓连接可能会出现滑移,从而危及整个结构的安全。为了保证摩擦系数在合适的范围内,通常会对连接表面进行处理,如喷砂、涂敷防滑涂料等。