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如何应用参考值

下载全文:预载荷和拧紧扭矩

以下步骤既不代替VDI 2230中定义的计算也不符合目前技术的现状。然而,它可以让我们近似估计一个在安装中不使螺栓断裂的扭力值。其主要原因在于实际摩擦力要比所预料的低。
第一步:摩擦系数 μK = μG

如果螺纹部分和头部承载面部分的摩擦条件不明确(例如:在最初装配、维护和维修时),必须在 F.045 页表格中尽可能选择最低的摩擦系数 μK = μG。

例如:
紧固件表面处理为电镀锌摩擦系数 μK = μG = 0,14 – 0,24,最低摩擦系数 μK = μG = 0,14

第二步:最低拧紧力矩 MA max

允许的最大拧紧力矩,即90 %的屈服强度可以在 F.049 页表格中找到。使用这些值的前提是:假设在安装时使用工具误差不超过5 %的精密的扭矩扳手或精密的电动拧紧机。

例如:
六角头螺栓 ISO 4017 M12,性能等级8.8,镀锌。在 F.049 页表格中螺纹规格栏查找到M12,在摩擦系数列找到μK = μG = 0,14,然后在表格右边部分(在《最大拧紧力矩,性能等级8.8》下)就可以找到最大拧紧力矩 MA max. = 93 Nm

第三步:最大预载荷 FM max

由最大安装扭力 MA max 所产生的最大预载荷 FM max 在同一表格中找到。

例如:
在表格左半部分“性能等级8.8”列及“M12/0,14”行,所产生的最大安装预载荷 FM max = 41,9 kN

第四步:最小预载荷 FM min

最小预载荷可以由最大预载荷除以拧紧系数αA计算得出 — 见 F.046页表格。

例如:
对于使用现代扭矩扳手安装,使用一致力矩连续拧紧,估算摩擦系数,则必须使用拧紧系数 αA = 1,6至2,0 (见 F.047页表格). 对于使用可发出信号类型的扭矩扳手,就像在案例中使用的那种,拧紧系数αA为0.2比较合适。我们拿一个短螺钉M12x40来举例。它只需要一个较小的扭转角,也就是相对刚度大的连接,所有可以使用较低的拧紧系数。

假定拧紧系数 αA = 1,8

最小期望的预载荷:
FM min = FM maxA = 41,9 kN/1,8
FM min = 23,3 kN

第五步:再次检查数值

使用符合VDI 2230中计算的检查成为常态且为了设计安全而被推荐。

  • 最小预载荷FM min是否适合特定的应用?
  • 承载面的表面压力是否符合被紧固部件的强度要求?
  • 施加工作作用力时剩余夹紧力有多高?
  • 螺栓连接是否在不超过疲劳极限下使用?

如果使用比表格中扭力值小的最大拧紧扭矩MA,那么所产生最大预载荷FM也会随之较小。如第四步所述,最小可能的预载荷FM min将会受到影响。用户(工程师)应该校核相关参数以确保螺栓连接有充足的夹紧力。

使扭矩变化的可能因素:

  • 摩擦力比预期的低,可能导致螺栓在安装中断裂
  • 拧紧工具的精度没有预期中的高,同样会导致螺栓在安装或应用中早期断裂
  • 被锁紧件出乎意料的变形(螺栓头部陷入被锁紧件材料中)
  • 安装人员相关知识不够
预载荷和拧紧扭矩-如何应用参考值
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