null检测 | 浅析紧固件摩擦系数 -上海衡翼精密仪器有限公司

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应用领域	电子/电气
检测样本
检测项目
参考标准	GB/T16823.3-2010

可求取螺拴的，极限扭矩，极限轴向力，屈服扭矩，有效力矩，扭矩系数K，扭转角度等。螺纹摩擦系数，端面摩擦系数，总摩擦系数等。

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浅析紧固件摩擦系数

1. 紧固件摩擦系数概念：摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。也可以理解为一个材料常数，当摩擦面的材料、表面处理状态和润滑条件确定后，摩擦系数也就确定下来。

2.研究螺栓摩擦系数的意义为保证螺栓的可靠服役，必须在装配时保证有适当的轴向预紧力。而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。而影响预紧力的主要因素除了使用的工具及拧紧方法外就是紧固件的摩擦系数。让我们来看以下案例：某装配车间汽车装配工位采用M10´1.5螺栓，螺栓强度级别为10.9 级，螺栓材料都是钢制的，夹紧本体有两种情况，一种本体是钢制零件，而另一种本体是铝合金零件。螺栓装配工艺扭矩要求为30Nm+90°，最终扭矩监控窗口为40—94Nm。在装配过程中对于本体是钢制的零件，完全能够达到工艺要求，但是在本体是铝合金零件时，装配机频频出现报警现象。经检查发现在装铝合金本体零件时，转角还没有达到90°要求，扭矩已经超出了94Nm的最大控制范围。这是什么原因造成的呢？钢制螺栓对铝合金本体的摩擦系数为0.17，而钢与钢的摩擦系数在0.10—0.15之间，根据公式计算螺栓材料屈服时的装配扭矩（钢制螺栓对铝合金本体） =54.52[0.5´0.17´13.25+0.11(1.5+0.58´9.023)] =102Nm（钢制螺栓对刚本体） =80Nm针对装配中产生的实际问题及最小屈服点的计算结果，按照惯例将计算结果增加10%，则最终扭矩控制监控窗口设置为40—110Nm，从根本上解决了扭矩转角的装配质量，保证了生产的正常进行。

3.

摩擦系数对不同扭矩法的影响

目前使用最多的是“扭矩法”和“扭矩－转角控制法”，

而这两种拧紧方式都将会受到产品

摩擦系数大小的影响，

从而影响螺栓紧固时的预紧力。

而“屈服点控制法”和“螺栓长度法”

则避免了摩擦系数对装配的影响。

HY-2000N.m微机控制螺纹摩擦系数测试仪

简述

技术配置

主要用于对各种材料进行扭转性能试验，增加相应附件亦可对零部件和构件进行抗扭试验。若配微机小角度测量装置可精密求取扭转弹性模量（切变模量G）及非比例应力（τp）等试验资料。是质检单位，大专科研院所及工矿企业必备的试验检测设备。本机采用卧式结构，外部为高质量板金高喷塑外罩，传动系统采用传动加载系统采用日本松下伺服系统控制。扭矩测量采用高精度扭矩传感器，转角测量采用进口高精试想光电编码器；

该软件是我公司在国内唯一家基于英国ARM公司32Bit-ARM微处理结构，具有56MIPS高速、精确的数据处理能力，采样速率每秒钟约为100次，实际精度均达0.5级以上,；控制输出采用高调速比1：200万范围，位置移动定位更精确；高速通信波特率115.2kHz使数据的传输更快捷；高速采集速率使瞬间变化量的采集更具可靠性；基于32Bit-ARM微处理器上轻松实现死循环控制测控系统可进行的扭矩、扭力等项物理力学试验；在测试过程中可以给于任意段查看放大试验效果及参数，并显示任意段在过程中的最大扭矩、扭角、转角等；可根据客户产品要求按GB、DIN、ISO、JIS、ASTM等国际标准和国外标准进行试验和提供数据；能自动求取各试验所需要的指标。

1、总扭矩测量范围（N·M）：2000N.m

2、螺纹扭矩测量范围（N·M）：1000N.m

3、轴向力测量范围：5--500KN

4、扭矩测量相对误差：±1%

5、扭转角测量范围：0-100000°（或无限）

6、扭矩测量相对误差：±1%（实际达到±0.5%以上）

7、扭角测量相对误差: ±1%（实际达到±0.5%以上）

8、转角测量相对误差: ±1%（实际达到±0.5%以上）

9、转角速度相对误差: ±0.5%

10、夹头间最大间距：1000mm

11、扭转速度：0-30R/min

12、夹持试样尺寸：M10-M30（也可根据试样来定）

13、主机外型尺寸：约2200×540×1250mm

14、电源功率：单相5KW

15、重量：1800KG

二、配置：2000N.M主机一台；

1、 2000N.m德国Messtechnik公司高精度总扭矩传感器一套.

2、 1000N.m德国Messtechnik公司高精度螺纹扭矩传感器一套.

3、 500KN德国高精度轴向力传感器一套.

4、 5KW日本松下伺服电机一套。

5、湖北行星高精度伺服电机专用减速机一台

6、日本内密控光电编码器一套。

7、衡翼硬件主板测控系统一套及计算机软件系统。

8、戴尔品牌电脑和HPA4彩色喷墨打印机各一套。

9、试验用套筒，垫片各11副(M10-M30)

注：可求取螺拴的，极限扭矩，极限轴向力，屈服扭矩，有效力矩，扭矩系数K，扭转角度等。螺纹摩擦系数，端面摩擦系数，总摩擦系数等。

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文献贡献者

上海衡翼精密仪器有限公司

银牌会员丨第16年

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