深入了解扭矩和夹持力背后的数学原理
一、扭矩/张力方程式
1、T=K x F x D(简写形式)
该方程式描述了扭矩和夹持力之间的关系
2、涉及的变量
T-螺栓承受的扭力
K-螺母指数(在装配中测量到的摩擦系数)
F-螺栓的施加力
D-螺栓的公称直径
3、影响因素
基材:摩擦条件会因基材(螺栓,螺母,垫圈)而有很大差异。
润滑:拧紧螺栓的头部时,紧固件的头部下方可能没有润滑,会导致较高的摩擦。
摩擦系数:机加工的通孔和盲孔的螺纹摩擦系数可能不同于标准螺母。
二、完整公式细节
我们一直误以为扭力可以无损转换为夹持力。但实际上,螺栓和其接触面,由于摩擦系数的关系,50%左右的扭力会不可避免地流失。

K值并不是守恒的。摩擦系数、螺栓直径、螺栓基材或受力面都会造成影响。基于此,K值在每次装配设备时都需要重新计算。
再给大家一个参考,任何时候一个K值只针对于一个特定材料(螺纹锁固剂润滑油、抗合剂等),它可以通过计算几个螺纹副的夹持力和扭矩的关系得到一个近似值,但是不能通过此K值实际计算螺栓螺栓张力的精确值。
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