八仙过海话螺栓之扭矩系数、摩擦系数...
发布日期:2018-04-28地主老财:第一个问题,现在行业上一般会用摩擦系数说事情,而不是扭矩系数。
地主老财:据我了解这个提法不分行业。
地主老财:第二个问题,摩擦系数的含义是什么? 好像国标16823的规定也不分行业。
何老师:扭矩系数是一个多因子的综合系数,只能通过试验测得,它本身的意义就是扭矩和轴力之间的比例关系。摩擦系数是影响扭矩系数的最关键因素,有严格的物理学定义。
地主老财:这是教科书的说法。目前行业上应该都要用摩擦系数说事情,而不是扭矩系数。铁道行业用的标准是德国标准的转化。
KevinLee钻诺@地主老财可否请教一下,摩擦系数得到后,有没有公式可以计算扭矩系数?
地主老财:我也看过国外风电行业的标准,也是使用摩擦系数 。这就是第二个问题了,退一步讲,两种系数的真正含义是什么? 或者说实验方法是如何规定的?
地主老财@青阳:(摘自何老师原话,见上一篇文章)这个的确最好问风电行业的从业者,没有试验及数据,我不好回答。我想他们主要怕松动或轴力衰减。那么怕松动,可以根据松动原因找出应对措施,轴力衰减也可以用更好的拧紧工艺克服。同样用铁路钢桥举例,螺栓拧紧后,涂装后基本50年不再管它,如果复拧,像京沪高铁长江大桥这样近400万颗螺栓的体量,以每天后半夜那一点可怜的天窗时间,恐怕一二十年才能完成一次复拧。我们拆过服役30年的螺栓,没有任何问题。我国桥梁螺栓要求扭矩系数是0.11~0.15,日本规范下限是0.09,定那么低是出于节能和环保考虑,但我们的试验表明的确有松动的风险。目前现代钢桥主要承力结构基本使用M30的螺栓,扭矩系数即使是0.11,施加的扭矩接近1300Nm,即使承受重载货运火车的动载荷,这么大的扭矩也很难松动,所以基本不采取防松措施。
地主老财:这里面提到的数据肯定是摩擦系数,绝不是扭矩系数。如果是扭矩系数,那这种螺栓是不能使用的。
KevinLee钻诺:讨论好像进入无人区了,摸索前行[呲牙]
郭老师:摩擦系数只针对螺栓螺母本身的一个系数,扭矩系数是包含了被夹持零部件的一个总系数。
地主老财:从测试技术角度去考虑,结论就不是这样了。
郭老师:同样摩擦系数的螺栓,夹持钢材跟夹持铝材,它的扭矩系数测出来会一样吗? 试验垫块,你用Ra0.5跟Ra2.0会一样吗?
地主老财:我没有别的意思,如果基础的东西,理解上出现偏差,后面的结果就很难分析了,只是提醒大家要注意了。
地主老财@..当然不一样了 标准中有明确的规定。 如果你做过实验就明白了。
青阳:我似乎明白,然后又糊涂了...[猪头][猪头][猪头]
郭老师@地主老财我也是同意你的观点,上面那位说的扭矩系数应该是说的摩擦系数,因为同样的螺栓用在不同地方,扭矩系数肯定是不一样的。 我们使用的螺栓摩擦系数要求0.12-0.18。
地主老财:现在很多人还是有老的思维模式。国际上通行的提法是摩擦系数; 如果摩擦系数还是扭矩系数,都是产品质量评价的指标。
郭老师:我个人觉得不是提法的问题,应该是这两个系数是指的不同的含义。
何老师@地主老财:桥梁行业基本不用摩擦系数。里面提到的值都是扭矩系数。16823.3也有扭矩系数。
地主老财:测试得到的数据,实在特定条件下得到的,与实际使用的不是一个数值。
韩老师:理论上摩擦系数和扭矩系数是可以换算的,计算扭矩系数得先确定以下参数:螺距,牙型角,螺纹大小径,螺纹摩擦系数,支撑面摩擦系数,螺母支撑面外径,螺栓孔直径等等。 当然只是理论上理想状态。
地主老财@何老师:不好意思,桥梁专业不了解。
郭老师@韩老师:这个的前提是规定了被夹持件的硬度和表面粗糙度吧。前提是得先把两个摩擦系数精确测出来。
范老师:扭矩系数和综合摩擦系数用在整个系统中应该是没什么区别,无非只是力和扭矩的关系,系统摩擦系数要与螺栓标准测试区分而已。
韩老师:当然对应用来说不用这么麻烦,直接通过测扭矩系数就可以了。 范老师:只是该螺栓用在不同的基材上扭矩系数不同。
范老师:当然螺栓用在不同基材上摩擦系数也不同,自我理解。
韩老师:我们做摩擦系数和扭矩系数的换算只是为了应用一种新型式紧固件或一种紧固件用在新结构新工况前精确估计一下扭矩系数,后期还需要试验验证的。
地主老财@范老师:不是一直在和你们说,是产品质量评价的指标嘛!
范老师:柴师傅,我理解!
地主老财:你也在做实际装配,从实际装配可以推导出扭矩系数,和你的测试结果是一样吗?
范老师:我们考虑螺栓单一稳定性,考虑制造因数。
地主老财@范老师:有主机厂提出装配时的摩擦系数或者扭矩系数嘛?装配时提出的要求就是轴力嘛?
青阳@地主老财:弱弱地问一句:“@范老师不是一直在和你们说,是产品质量评价的指标嘛”,中什么是产品质量评价的指标?
郭老师:对,装配的唯一要求就是预紧力@地主老财
地主老财:螺栓的东西说简单也简单,就两件事情。
郭老师:现在的主要问题是通过何种装配方式能保证不同供应商的产品能保证预紧力的一致。
地主老财:螺栓连接的实质是轴向力,拧紧过程是摩擦的过程。
范老师:恩,但满足轴力的情况下可推倒实际摩擦系数,为什么大众现在测试摩擦系数的垫要跟实际连接件要一样了。
地主老财:要想控制好轴向力,必要对摩擦进行控制,这就推导出了摩擦系数。 在没有摩擦系数之前,是用扭矩系数。
范老师:只是现在标准测试下的稳定的摩擦系数很难满足实际装配了。
地主老财:有了摩擦系数就很少提扭矩系数了。用kamax就不会有问题。
郭老师:一个简单的T=KFd是解决不了实际装配问题的。
地主老财@..不是这么简单,对一些要求不高的,还是可以使用的,但对于要求高的地方,就没有意义了。
韩老师@..不同工况,不同链接结构,K值是不一样的。
范老师:现在很多螺栓我们通过实际装配去推算摩擦系数。
地主老财@范老师:参数不对,推导出的也是错的。
范老师:是的,所以会做摩擦系数和模拟装配试验进行论证。
地主老财@范老师:胡说!标定曲线就不合格吧?(见下图!)
由地主老财(柴总)提供的超声波螺栓伸长量和轴力之间的关系曲线(进入屈服段)
青阳@地主老财柴总,您的意思是不是要用实际的装配物去测量摩擦系数?
郭老师:ISO16047可以参考一下@青阳
地主老财@青阳:不是摩擦系数是产品质量好坏的评价指标,要想做合格的装配,就必要有好的产品,也就是摩擦系数稳定的产品。
孙老师@地主老财,嗯,柴工,我觉得国产件的标定过程有些问题。
韩老师@地主老财尺寸加工精度也很重要吧? 地主老财@青阳:你是做超声波测量的,设备仪器误差是多少? 如果螺栓质量不好,那最终的测量数据又多大可信度?
青阳@孙老师孙工,您为何说国产件的标定过程有些问题?问题在哪?
郭老师:最主要原因应该还是表处理吧?
地主老财@杜青阳-艾法斯特-超声螺栓预紧,我们用右边的标定曲线,做出的数据是不合格的,不能用的。
孙老师@地主老财:这种曲线不是设备问题,是过程问题。
地主老财@孙老师:是螺丝质量的问题。
青阳@孙老师过程怎么了?
韩老师:螺栓质量稳定,精度高是我们精确设计的前提,不然离散度太高我们扭矩是没法精确控制的。
轩辕剑童:摩擦系数是接触副固有特性,可近似采用大量试验反推,但不能认为就是等于实际装配轴力变换计算结果,这是根本的理论问题。
孙老师:杜总,国产件3条曲线,左边两条是由于螺栓质量一致性不好造成的,右边一条很大可能是过程造成的。
地主老财:汽车行业对于摩擦系数的测量样本数,大众公司的标准是最少的,也要十件,法国标致的标注是33件。
孙老师:过程需要操作者根据自己的情况查找!
轩辕剑童@地主老财正解!
青阳@地主老财法国标致33件样本,比德国的大众还多,为何法国这么保守?
地主老财@青阳大众XX;丰田标准是30件。
青阳@地主老财难怪记得一个新闻说,标志307说在新疆跑了100万公里,都没啥事...
地主老财@青阳:如果要做轴力装配的研究,必要考虑螺栓质量,不是什么螺栓都能做的。
轩辕剑童:我的爱车(法国标致)
何老师@地主老财:请教一下,超声波控制轴力与摩擦系数稳定有和关系?
地主老财@何曙光_山东中兴_紧固及测试,任何设备都是有误差的,如果螺栓质量不好,标定曲线的误差就会很大,最终测量结果就会是虚假的。
地主老财:所以说到螺栓质量,最简单的就是摩擦系数是否稳定。
青阳@地主老财:您说标志33根,丰田30根,是在一个批次里面随机挑选出来的?多少根中的33根呢?
Anthony不安的安东尼:摩擦系数稳定应该是反应螺栓表面质量是否稳定吧?
何老师@地主老财:超声波标定的是螺栓伸长量和轴力之间的关系,适合长径比大的螺栓,似乎和摩擦系数没有关系。
地主老财@青阳:一批次产品。
地主老财下午3:51@何曙光_山东中兴_紧固及测试,做做就知道了。
Anthony不安的安东尼:超声波测试和应力环检测同批次螺栓结果相差悬殊哪种方式更准确?
何老师@地主老财:之前做过柴油机和大型活塞的,前者直接量具测螺栓伸长量,后者用超声波测长度,因为不是扭矩法施工,真没考虑摩擦系数。
地主老财@何老师:是问题的两个方面,一个是测试技术,你说的对,一个是测试结果,如果螺栓质量不好,标定的曲线有问题,导致的结果,就不对了。
范老师:如果一批稳定的螺栓在实际装配中(扭矩加转角)已进入塑形区域(加入连接件有一定的刚度),那这批零件在摩擦系数机上测得的塑形区轴力与实际装配的轴力差异有多大?
地主老财@范老师:你自己有设备,自己做做看嘛!
地主老财:与刚度有关,与摩擦系数有关,可能还有温度的问题。
韩老师@范奇达:摩擦系数试验机测轴力一般用的夹紧力传感器吧,是不是应该和实际轴力一样?
地主老财:实际测量,被连接件的刚度与摩擦系数实验机的不同。
范老师:是否可以这么认为,当摩擦系数为0,其断裂轴力等于抗拉力,摩擦系数越小,其中断裂轴力越接近于抗拉力,反之偏离越大? 我说的的轴力在塑形区的一个比较。
Anthony不安的安东尼下午:前段时间使用屈服斜率控制法装配实验发现实验停止偏差太大有欧洲同事说斜率法对螺栓质量有要求一致性要很好。各位专家有使用斜率法拧紧螺栓的吗?
轩辕剑童:轴力有无和摩擦力有无两者之间无关联。
何老师:连接刚度是模拟试验必须考虑的一个因素,这点很多人忽略了。
范老师:上汽通用要采取屈服拧紧,到我觉得靠谱,因为必须要考虑刚度问题。
范老师@轩辕剑童,但试验证明还是有一定比例关系。
地主老财下午@Anthony不安的安东尼:我们用屈服点装配。
韩老师@轩辕剑童:轴力可关联到摩擦面之间的压力吧,怎么会和摩擦力没关联?
何老师@Anthony不安的安东尼:屈服点控制和斜率法好像两个工艺。斜率法主要用在弹性区,屈服点法用在塑性区。两个工艺对螺栓材料的延伸率要求更高。
地主老财@Anthony不安的安东尼:对螺栓质量要求更高。
Anthony不安的安东尼:准确说应该是屈服斜率:Yieldslope。
地主老财@Anthony不安的安东尼,另外就是装配工艺的设计。
轩辕剑童:我强调的是轴力为原生力,摩擦力应该是伴生的。
Anthony不安的安东尼:使用扭矩加转角很稳定。
范老师:如果被连接件压溃或磨损是否对屈服拧紧有影响?
Anthony不安的安东尼:使用屈服斜率法老是报警。
轩辕剑童:两者之间无必然关联。
范老师:系统无法判定是螺栓伸长了还是被连接件屈服了,是否考虑刚度?
轩辕剑童@Anthony不安的安东尼:扭矩+转角法中的初扭矩如何设定?
Anthony不安的安东尼:计算最终扭矩的30%左右。
地主老财@Anthony不安的安东尼,报警是工艺设计有问题,如果螺栓没问题的话。
Anthony不安的安东尼:屈服斜率法往往提前停止,没有到设定的扭矩窗口。
地主老财:工艺设计错误。
范老师@Anthony不安的安东尼:前面加个扭矩再屈服。斜率法螺栓开始拧紧的时候都有可能被错误识别屈服。所以应该找加个扭矩再屈服,这个问题在拧紧机操作中也经常遇到。
Anthony不安的安东尼:弹性阶段找到最大斜率当斜率下降到最大斜率的多少时系统会认为已经到达屈服点?
何老师@Anthony不安的安东尼:从英文看应该是屈服点法,拧紧策略是通过计算扭矩角度曲线的斜率,并与弹性区直线段的斜率进行比较,当斜率下降到一定比率后停止拧紧,报警主要是扭矩不达标和转角不达标。所谓扭矩窗口,既终拧扭矩必须在某个范围内才合格,转角也是。如果螺栓合格,这个范围可以调整。螺栓一致性好,这个范围可以设定得很窄。
Anthony不安的安东尼@何老师:解释的很到位[强]
何老师@Anthony不安的安东尼:屈服点法也需要加个初拧,否则出现@范老师说的的那种情况,螺栓“密贴”之前,斜率变化太大。
Anthony不安的安东尼:有预拧!
范老师@Anthony:不安的安东尼,监控扭矩还是角度!
Anthony不安的安东尼:有扭矩窗口有角度窗口!
何老师@Anthony不安的安东尼:那需要做工艺试验,只要预紧力在合格范围,可以调整扭矩窗口值。不过要慎重,国内螺栓一致性有时真坑你。
范老师:如果螺栓稳定,扭矩报警或角度报警,是否还需考虑你的连接件是否稳定?
Anthony不安的安东尼:所以最后推荐了传统的扭矩+转角。斜率法不推荐。
地主老财@Anthony不安的安东尼,问题是两种方法有本质的不同呀,不应该简单的更改,哈哈!还是会有问题的。
Anthony不安的安东尼:扭矩+转角稳定也没有报警的问题。
范老师:斜率法对整个系统应该都有一定严格要求,不然变差太大。
何老师@地主老财两种方法屈服点法更接近离断裂区,对螺栓性能的压榨更厉害。@Anthony不安的安东尼报警参数设宽点都不会报警。[呲牙] 斜率法是用扭矩转角直线段的斜率代替摩擦系数控制预紧力,与屈服点有较大不同,只能用在弹性。