螺栓擰緊過程分析及常用控制方法

　　一、擰緊過程的簡要分析

　　541規則(即50%、40%、10%)

　　通常情況下，在螺栓的擰緊過程中，實際轉化為螺栓夾緊力的扭矩僅占10%，其余50%用于克服螺栓頭下的摩擦力，40%用于克服螺紋副中的摩擦力，這就是“541”規則，主要反映夾緊力與摩擦力之間的關系。但若施加一定的改善措施(如涂抹潤滑油)或螺紋副中存有問題(如雜質、磕碰等)，該比例關系會受到不同影響而改變。

　　                                         

　　擰緊過程的主要變量

　　1. 扭矩(T)：所施加的擰緊動力矩，單位牛米(Nm);

　　2. 夾緊力(F)：連接體間的實際軸向夾(壓)緊大小，單位牛(N);

　　3. 摩擦系數(U)：螺栓頭、螺紋副中等所消耗的扭矩系數;

　　4. 轉角(A)：基于一定的扭矩作用下，使螺栓再產生一定的軸向伸長量或連接件被壓縮而需要轉過的螺紋角度。

　　二、螺栓擰緊的控制方法 

　　1. 扭矩控制法

　　定義：當擰緊扭矩達到某一設定的控制扭矩時，立即停止擰緊的控制方法。

　　優點：控制系統簡單、直接，易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來檢查擰緊的質量。

　　2. 扭矩-轉角控制法

　　定義：先把螺栓擰到一個不大的扭矩后，再從此點開始，擰一個規定的轉角的控制方法。

　　優點：螺栓軸向預緊力精度較高(±15%)，可以獲得較大的軸向預緊力，且數值可集中分布在平均值附近。

　　3. 屈服點控制法

　　定義：把螺栓擰緊到屈服點后，停止擰緊的一種方法。

　　優點：擰緊精度非常高，預緊力誤差可以控制在±8%以內;但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強度。