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具體示例:M12-10.9級高強度螺栓的擰緊扭矩設(shè)計
適用場景:汽車底盤關(guān)鍵連接(如懸架螺栓)
1. 參數(shù)設(shè)定
螺栓規(guī)格:M12(公稱直徑12mm),,強度等級10.9級(最小抗拉強度1040MPa,,屈服強度940MPa);
摩擦系數(shù):潤滑條件下取μ=0.12(螺紋與支撐面摩擦系數(shù)一致),;
目標(biāo)預(yù)緊力:根據(jù)連接件受力需求,,需達到螺栓屈服強度的70%(即658MPa)。
2. 扭矩計算
方法一:簡化公式法
𝑇=𝐾×𝐷×𝐹
K=0.18(潤滑條件),;
D=0.012m,,F(xiàn)=0.7×940×A,其中螺紋應(yīng)力截面積 𝐴=84.3mm2(M12粗牙螺紋),;
計算得出
T=0.18×0.012×(0.7×940×84.3)≈137N.m ,。
方法二:查表法
參考《汽車用螺紋緊固件擰緊扭矩規(guī)范》及行業(yè)手冊:
M12-10.9級螺栓在μ=0.12時,,推薦扭矩范圍為 137-171 N·m;
若摩擦系數(shù)升至μ=0.16(無潤滑),,扭矩需修正至 206-250 N·m ,。
3. 動態(tài)調(diào)整與驗證
最弱原則:若被連接件為鋁合金(強度低于鋼),需降低扭矩至鋁合金屈服極限對應(yīng)的80%(約 110 N·m),;
工藝驗證:實際裝配時,,通過扭矩-轉(zhuǎn)角法或超聲波檢測,確保螺栓預(yù)緊力達設(shè)計值的±15%范圍內(nèi),。
關(guān)鍵要點
摩擦系數(shù)控制:潤滑可降低扭矩需求約40%,,但需避免過度潤滑導(dǎo)致夾緊力不足;
工藝匹配:高強度螺栓需配合彈性墊片或防松膠,,防止振動工況下松動,。
通過以上示例可快速確定常見螺栓的擰緊扭矩,實際應(yīng)用中需結(jié)合工況動態(tài)優(yōu)化,。 |
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