304不锈钢，多种直径
摩擦系数对螺栓装配和使用的影响是什么？
发布时间：2021-03-08
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螺纹连接是最常用的连接方式，它的质量直接影响到装配质量和安全可靠性，而螺纹连接安全可靠性的主要因素有材料、摩擦系数、紧固件加工方法。
当材料确定后，分别对镀锌不上油、镀锌上油、磷化上油和发黑上油的螺栓在德国制造的TesT摩擦系数试验机上测试摩擦系数。试验表明：
①相同螺栓，不同表面处理，摩擦系数相近，扭矩相同的，轴向力也相近。如表面镀锌上油和磷化上油的摩擦系数相近，其轴向力也相近。
②相同螺栓，不同表面处理，扭矩相同，摩擦系数越小，轴向力越大，即拧紧力越大。如表面磷化的摩擦系数最小，而轴向力最大。因摩擦系数不同，造成轴向力也不同，即拧紧力不同。
③相同螺栓，不同表面处理，相同轴向力，摩擦系数越大，扭矩越大。如表面发黑摩擦系数最大，其扭矩也最大。
④相同螺栓，相同表面处理，涂油和不涂油状态，所产生的力（扭矩、轴向力）是不同的。如表面镀锌上油和不上油状态的扭矩和轴向力差异较大。
通过分析，结合常用表面处理（包括达克罗、三价铬电镀锌、锌镍电镀、锌铝涂层等）螺栓在装配、使用过程的情况，可以得到结论：螺栓不同的摩擦系数，扭矩相同，轴向力不同，即摩擦系数越大，轴向力越小；反之，摩擦系数越小，轴向力越大。也就是说，螺栓摩擦系数不同，相同的装配扭矩，会产生不同的轴向力（即螺栓拧紧力）。就是说为什么在装配、使用过程中，可能做得精致（摩擦系数小）的螺栓会断裂、失效；而做得粗糙（摩擦系数大）的螺栓在交变载荷下会松动或松脱。装配过程中，如偶然因素，个别螺栓沾到少量油渍后装配，因摩擦系数变小，可能会出现在装配或使用时，螺栓断裂现象。螺栓摩擦系数会对装配性能产生很大的影响。
当前对螺纹连接设计时，因国标、行标均未对螺纹紧固件的摩擦性能做具体要求，通常采用的方法是依据经验公式、经验数据计算扭紧力扭，当螺纹紧固件与被连接件的表面状态发生变化时，会引起轴向预紧力过大或过小，导致螺纹连接出现断裂、松动等质量问题。
螺纹紧固件摩擦系数分螺纹摩擦系数和支承面摩擦系数，主要取决于螺栓制造工艺和实际应用时装配工艺。经长期工作实践，10000次台架试验验证，确认摩擦系数与下列因素密切相关。
①、螺纹精度。由螺纹公差带和旋合长度组成，螺纹精度是螺纹加工质量的综合体现，同等条件下螺纹精度越高，摩擦系数越小。
②、紧固件表面粗糙度。包括螺纹表面粗糙度和支承面表面粗糙度，与紧固件生产中的冷镦作业工艺参数、螺纹制造工艺有直接关系。
③、紧固件表面处理工艺。包括磷化、达克罗、三价铬电镀锌、锌镍电镀、锌铝涂层等，受表面处理层材料类型、局部厚度、转化工艺等因素影响，不同表面处理工艺得到的紧固件摩擦系数相差较大。
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