紧固螺栓或螺母时,施加的扭矩必须克服螺纹摩擦力,螺栓头或螺母下方的摩擦力以及螺纹的斜面,以便获得螺栓预加载荷。
而在拧松时,若组件处于相同条件,施加的扭矩只须克服摩擦力。因此,拧松紧固件时需要的扭矩更低。该法则有一些例外情况。由于摩擦条件不同,拧松紧固件时也可能需要更高的扭矩。腐蚀、卡住或表面粗糙会很大程度的增加摩擦力,从而导致拧松扭矩增加。
1、螺栓的材质、形状,成型工艺、热处理工艺
2、螺栓镀层的厚度、种类和一致性
3、螺栓的预紧工具及预紧速度
4、螺栓的润滑剂种类及润滑方式
5、螺栓的使用次数
6、安装时的环境温度等
以上因素,大多和摩擦有一些联系,如果摩擦过大、过小或者不稳定,则预紧力达不到设计意图。摩擦系数影响施加于螺栓上的扭矩转化为轴向预紧力的效率,摩擦系数愈小,其转化为预紧力的效率愈高,但通常情况下,效率问题并不是主要问题。主要的问题是:摩擦系数影响预紧力的离散度。
实践证明:加适当的润滑剂能够降低摩擦系数,并能够减少预紧力的离散度。下图为美国雷蒙德工程研究所采用加和不加二硫化钼润滑脂的方式,对汽轮机缸套用双头螺柱进行试验的结果:
图中A是用二硫化钼润滑脂润滑所得结果,可以看出,线束比较集中
图中B未经过润滑,线束明显分散得多。
因此,我们可以得出结论:采用扭矩法预紧螺栓时,如需得到准确的预紧力,应对螺栓涂抹有效的润滑剂。使用了防松垫圈,紧固扭矩和拧松扭矩的差别会更大。在紧固时,螺栓头或螺母与上部垫圈的锯齿状表面之间发生滑动。
但是,在拧松时,垫圈的凸轮面之间发生滑动,很大程度的降低摩擦力。
这是防松垫圈的宝贵特点,因为较低的拧松扭矩有助于维护,从而减少停机时间。