螺栓的预紧力和拧紧力矩计算

Posted 2020-11-15 wanwufangzhen

螺栓的预紧力和拧紧力矩可查阅机械设计手册计算，机械设计手册采用成大先的第五版，以下为计算步骤：

 

 

螺栓的预紧需要执行者使用力矩扳手操作，参考扳手上的力矩指示标志，如下图所示，所以我们最终的目的是确定拧紧力矩，用来指导生产。

 

 

 

 

 

既然我们要计算拧紧力矩，那接下来我们就看一下拧紧力矩的计算式：（手册5-70页）

 

 

 

从计算式中我们可以看到，经过简化后T与系数K、预紧力F’和螺纹公称直径d相关。变量d非常容易确定，也就是我们使用多粗的螺栓，例如使用M12的螺栓，d即为12mm。那如何确定变量K呢？

 

手册中给出了最常用螺纹的拧紧力矩系数K的参考表格，包含我们在大部分计算中需要使用到的情况，但是一些情况下表格中没有给出，那如何确定变量K？

 

 

 

上式可以计算出表5-1-67没有给出的情况，其中的关键系数为两个摩擦因数，这两个因数需要根据螺纹表面处理方式确定或者通过实验确定，但表5-1-67给出了我们常用计算的大部分情况，一般从表中选择即可。

最后我们要确定预紧力F’了，参考以下计算式：

 

 

屈服点可以从手册的5-72页，表5-1-69中查询，选择依据为螺纹的性能等级。公称应力面积可从手册的5-74页，表5-1-70中查询，依据是螺纹的直径。碳素钢还是合金钢，这个要根据我们选择的具体标准件，这个可以从手册中查询到。

 

结合以上的计算和实际工程经验，将常用的螺栓预紧力和拧紧力矩进行了计算并整理成了表格，如下：

GB/T1228-1230螺栓副预紧力及拧紧力矩（k=0.13）

螺栓副规格	许用预紧力/kN		许用拧紧力矩/Nm
	8.8S	10.9S	8.8S	10.9S
M10	26	37	35	50
M12	37	50	60	80
M16	71	100	150	210
M20	111	160	290	420
M22	138	190	395	540
M24	160	220	500	690
M27	210	290	740	1020
M30	257	350	1000	1365
M33	326	459	1400	1970
M36	328	510	1535	2390

 注：一般1228的螺栓经过磷化处理，k取值为0.11-0.15之间，具体k的值还可以采用采购螺栓的《螺栓质量合格证书》中直接查阅。

 

对GB/T5782和5783中螺栓进行修正，得到下表：

螺栓副规格	许用预紧力/kN		许用拧紧力矩/Nm
	8.8	10.9	8.8	10.9	12.9
M10	26	37	45	60	75
M12	37	50	80	110	130
M14	52.5	74	120	170	210
M16	71	100	190	265	320
M18	88	124	260	365	435
M20	111	160	370	520	620
M22	138	190	500	700	840
M24	160	220	640	900	1080
M27	210	290	950	1350	1620
M30	257	350	1300	1800	2160
M36	328	510	2000	2800	/

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                                               创作者      万物仿真学堂      白鹏展