預(yù)緊螺栓的主要方法之一是在螺栓的頭部施加扭矩。這是行業(yè)中非常普遍的過程,但是要精確控制它并不容易。
當(dāng)緊固件在螺紋螺旋上向下旋轉(zhuǎn)時(shí),旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)。這會(huì)導(dǎo)致螺栓拉伸,而零件被壓縮。但是,只有少量的輸入扭矩用于預(yù)緊螺栓。大部分用于克服摩擦的阻力作用,該摩擦作用與緊固件的旋轉(zhuǎn)相反。
摩擦起源于兩個(gè)接觸界面。在旋轉(zhuǎn)零件和夾緊零件之間(通常在螺栓頭下方或螺母下方)和螺紋之間。
這意味著轉(zhuǎn)化為預(yù)緊力的轉(zhuǎn)矩部分很小。扭矩/拉力測(cè)試有助于表征兩個(gè)接觸界面處發(fā)生的摩擦系數(shù)。扭矩的細(xì)分通常顯示只有輸入扭矩的10%有用。其余部分因摩擦而耗盡。
例如,頭部扭矩代表輸入扭矩的50%,螺紋扭矩代表40%。因此,扭矩?cái)Q緊過程不是很有效??梢酝ㄟ^使用低摩擦潤(rùn)滑劑來增加該部分。使用潤(rùn)滑劑可減少摩擦并降低達(dá)到相同預(yù)緊力所需的扭矩。
摩擦系數(shù)也高度可變(通常為+/- 20%),這會(huì)在過程中造成分散。同樣,即使擰緊工具非常精確(例如,對(duì)于經(jīng)過校準(zhǔn)的手動(dòng)扭矩扳手為+/- 1%),施加扭矩的偏差也會(huì)在+/- 10%到+/- 50%之間變化。當(dāng)許多操作員意識(shí)到自己的身體位置以及操作工具對(duì)所施加的扭矩有多大影響時(shí),他們會(huì)感到困惑。
眾所周知,所達(dá)到的預(yù)緊力的分散度為+/- 30%。這意味著最大可能的預(yù)緊力可能是最小可能的預(yù)緊力的兩倍。對(duì)于生銹的螺栓或不易卡死的不銹鋼緊固件,其散布甚至更高。
幸運(yùn)的是,可以通過涂抹潤(rùn)滑劑或使用具有規(guī)定摩擦系數(shù)的螺栓(例如面漆或蠟)來減少散射。