重要提醒螺栓拧三圈要回半圈,不是定律

在关于中国建设核电站的项目上,国外专家指导工人拧螺栓时拧紧三圈后然后再退回半圈。相信大家都听到过这样的说法,那么,这种说法的理论依据是什么呢?

其实在多数的高端机械设备的工厂里,对于特殊部位组装时,拧螺栓是有严格的操作手册指导完成的,施加多大的扭矩都有明确规范。

螺栓拧紧过程

螺栓拧三圈回半圈的来由

螺栓在拧紧后,为了防止松动,应额外施加一个预紧力,因此松半圈后预紧力将消除。螺栓在拧紧后处于弹性形变中,尤其是在高温和震动载荷的情况下,长期这样持续压力会产生蠕变,螺栓变成塑性变形后,其强度会大幅下降甚至失效。

回半圈是让弹性形变恢复一些,同时消除预紧应力,从而降低螺栓在持续压力还是在弹性形变中,产生塑性应变和失效的几率,维持螺栓本该有的紧固效果,而直接拧两圈半是达不到这样的效果。

相信大家还听说过德国汽车原装时,工人拧螺栓严格按照作业指导书的要求执行进三圈再退回半圈,而国内却并未有此说法。

汽车拧螺栓

不过,大家先别着急去拧三圈回半圈,据了解,拧三圈回半圈的说法虽然一直广为流传,但小编并未从机械专业书籍、相关文献论文以及国家标准中查到任何关于它的“权威背书”,甚至未曾发现过又“回半圈”之类的字眼。听到最多的来源也是老师傅口中的经验或者严谨的德国工人工作这一说法。

螺栓拧紧过程的简要分析

再说回螺栓的拧紧操作,其实每颗螺栓都有特定的扭矩值,小编整合了下面这些知识,帮助大家一起了解“拧紧”。

规则(50%、40%、10%)

如下图所示,通常情况下,在螺栓的拧紧过程中,实际转化为螺栓夹紧力的扭矩仅占10%,其余50%用于克服螺栓头下的摩擦力,40%用于克服螺纹副中的摩擦力,这就是“”规则,主要反映夹紧力与摩擦力之间的关系。但若施加一定的改善措施(如涂抹润滑油)或螺纹副中存有缺陷(如杂质、磕碰等),该比例关系会受到不同影响而改变。

螺栓连接件的特性

2.拧紧过程的主要变量有哪些?

扭矩(T):所施加的拧紧动力矩,单位牛米(Nm);夹紧力(F):连接体间的实际轴向夹(压)紧大小,单位牛(N);摩擦系数(U):螺栓头、螺纹副中等所消耗的扭矩系数;

转角(A):基于一定的扭矩作用下,使螺栓再产生一定的轴向伸长量或连接件被压缩而需要转过的螺纹角度。

.螺栓拧紧的控制方法有哪些

扭矩控制法当拧紧扭矩达到某一设定的控制扭矩时,立即停止拧紧的控制方法。优点:控制系统简单、直接,易于用扭矩传感器或高精度扭矩扳手来检查拧紧的质量。

缺点:控制精度不高(预紧力误差±25%左右),也不能充分利用材料的潜力。

扭矩-转角控制法先把螺栓拧到一个不大的扭矩后,再从此点开始,拧一个规定的转角的控制方法。优点:螺栓轴向预紧力精度较高(±15%),可以获得较大的轴向预紧力,且数值可集中分布在平均值附近。

缺点:控制系统较复杂,要测量扭矩和转角两个参数;且质检部门也不易找出适当的方法对拧紧结果进行检查。

屈服点控制法把螺栓拧紧到屈服点后,停止拧紧的一种方法。优点:拧紧精度非常高,预紧力误差可以控制在±8%以内;但其精度主要取决于螺栓本身的屈服强度。

缺点:拧紧过程需要对扭矩和转角曲线的斜率进行动态的、连续的计算和判断,控制系统的实时性、运算速度等都有较高的要求。

拧螺栓示意图

看到这里相信大家已经明白,所谓的拧三圈回半圈的说法并没有任何理论依据与基础,并不适用所有螺栓紧固场景。大家可以用最简单的力矩扳手就可以精准设定扭矩值来紧固螺栓,或者用上面我们介绍的更专业的三种拧紧控制法等等来拧紧。

相比之下,回半圈的这种做法显得太过粗糙,或许在某种特定的情况下真的会拧三圈回半圈,但我们日常工作中还是依据具体操作执行手册执行更为妥帖。其中,大家尤其要注意的是,不要在给汽车换备胎的时候回半圈,安全最为重要。

拧紧螺栓以上,是关于拧三圈回半圈这一说法的全部内容,希望在选择拧螺栓时对你有所帮助。除此以外,拧螺栓时我们需要注意哪些呢?欢迎大家留言讨论~#螺栓#


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