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user: 4. 试验结果分析 4.1. 润滑状态对紧固轴力的影响 对36组HB1-103-6X34紧固件，施加相同的拧紧力矩(6 N∙m)，每组试验件重复试验3次，每种润滑状态试验件6组，测得紧固轴力统计结果见表3。 从上表可以看出紧固件有无润滑对紧固轴力有重大影响。试验结果还表明，在装配时无润滑剂，紧固轴力随装配次数的增加呈现减小趋势；在装配时有润滑剂，紧固轴力随装配次数的增加而增加。因此，对同一套螺纹紧固件，在多次装卸使用时，要严格控制紧固轴力。 4.2. 螺纹紧固件标准拧紧力矩优选试验研究 根据经验公式设定初始标准拧紧力矩值，并按照表4进行试验，每种类型规格紧固件选择20套进行试验，试验结果见图2~图6所示。 从图中可以看出，在相同的拧紧力矩下，相同直径的MJ螺纹紧固件通常较M螺纹紧固件紧固轴力偏小，自锁螺母由于受紧固件制造精度等外界因素影响较大，紧固轴力的变化没有规律可循。通过对标 Table 3 The forces’ results in different greasing substanc 润滑类型 紧固轴力(N) 最大值 最小值 平均值 无润滑剂 3268 2124 2686 清水 3788 2471 3280 机油 8201 4963 6782 二硫化钼油脂 6712 5722 6258 锂基脂 6652 5624 6095 7804号高温油脂 6165 5530 5888 表3. 不同润滑状态紧固轴力试验统计结果 Table 4 The size scales of tightening torqu 螺栓直径 初始标准拧紧力矩T， N∙m 备注 1级 2级 3级 4级 5级 6级 7级 0.8T 0.9T T 1.1T 1.2T 1.4T 1.6T φ5 2.96 3.33 3.7 4.07 4.44 5.18 5.92 分别配M螺母/MJ螺母(非自锁) 与自锁螺母 φ6 4.80 5.40 6.0 6.60 7.20 8.4 9.6 φ8 12 13.5 15 16.5 18 21 24 φ10 24 27 30 33 36 42 48 φ12 40.8 45.9 51 56.1 61.2 71.4 81.6 表4. 拧紧力矩分级情况 图2. φ5螺纹紧固件紧固轴力、拉力比与拧紧力矩的关系曲线 图3. φ6螺纹紧固件紧固轴力、拉力比与拧紧力矩的关系曲线 图4. φ8螺纹紧固件紧固轴力、拉力比与拧紧力矩的关系曲线 准拧紧力矩下不同直径紧固件的拉力比比较发现，普通螺纹紧固件的拉力比值均在0.2~0.3之间，但是自锁紧固件存在较大偏差，特别是ϕ5普通螺纹自锁螺母与ϕ6 MJ螺纹自锁螺母，见图7所示，因此对其标准拧紧力矩进行了修正。 图5. φ10螺纹紧固件紧固轴力、拉力比与拧紧力矩的关系曲线 图6. φ12螺纹紧固件紧固轴力、拉力比与拧紧力矩的关系曲线 图7. 试验标准拧紧力矩条件下不同类型紧固件比较 通过对普通螺纹自锁紧固件和MJ螺纹自锁紧固件在标准拧紧力矩下的测试结果，即拉力比与螺纹直径数据进行线性拟合，分别确定ϕ5普通螺纹自锁和ϕ6 MJ螺纹自锁紧固件的修正标准拧紧力矩，分别为4.1 N·m与8.4 N·m，见图8。 4.3. 螺纹紧固件拧紧力矩试验结果分析 按照修正的标准拧紧力矩分别按照0.8T、0.9T、T、1.1T和1.2T共5个级别进行紧固轴力、屈服拉力与拉坏力测试，共得到400组试验数据，2000个紧固轴力数据，统计结果见表5。 图9为拧紧力矩与拉力比曲线图，由图可检经过修正后进行试验，拧紧力矩与拉力比基本呈线性增加趋势，且除MJ12自锁紧固件试验存在偏差外，在标准拧紧力矩条件下拉力比均在20%~30%之间，越偏离标准拧紧力矩，拉力比也相应发生偏离。图10为同类型不同直径紧固件拧紧力矩与拉力比曲线。试验结果表明，相同直径的普通螺纹与MJ螺纹紧固件可采用相同的拧紧力矩，但相同直径的自锁紧固件要较非自锁紧固件拧紧力矩偏大，但随着直径增大，拧紧力矩偏差减小，ϕ8及其上直径自锁紧固件与非自锁紧固件可采用相同的拧紧力矩。 综上分析，试验用标准拧紧力矩及其±10%范围内拧紧力矩可推荐用于工程应用，拧紧力矩范围见表6。 图8. 标准拧紧力矩修正 图9. 拧紧力矩与拉力比曲线图 Table 5 The tests’ results of correct tightening torqu 螺纹规格 力矩 紧固轴力N 屈服拉力N/ 屈服强度MPa 拉坏力N/ 抗拉强度MPa 0.8T 0.9T T 1.1T 1.2T M5非自锁螺母 平均值 3761 4276 4797 5305 5911 16，454 17，538 拉力比 23% 26% 29% 32% 36% 1159 1235 M5自锁螺母 平均值 2862 3256 3607 3993 4389 16，682 17，799 拉力比 17% 20% 22% 24% 26% 1175 1253 MJ5非自锁螺母 平均值 3065 3466 3891 4329 4811 15，065 15，697 拉力比 20% 23% 26% 29% 32% 1150 1198 MJ5自锁螺母 平均值 3319 3751 4206 4615 5081 17，505 18，903 拉力比 19% 21% 24% 26% 29% 1336 1443 M6非自锁螺母 平均值 4511 5379 6009 6536 7070 22，963 24，575 拉力比 20% 23% 26% 28% 31% 1142 1223 M6自锁螺母 平均值 5445 5938 6561 7265 7871 22，473 24，112 拉力比 24% 26% 29% 32% 35% 1118 1200 MJ6非自锁螺母 平均值 4176 4591 4975 5445 5805 23，042 24，334 拉力比 18% 20% 22% 24% 25% 1246 1315 MJ6自锁螺母 平均值 5409 6098 6796 7579 8300 25，657 27，194 拉力比 21% 24% 26% 30% 32% 1387 1470 M8非自锁螺母 平均值 8456 9635 11，447 12，454 13，846 47，020 49，987 拉力比 18% 20% 24% 26% 29% 1285 1366 M8自锁螺母 平均值 9094 10，986 13，229 14，645 15，913 43，502 46，785 拉力比 21% 25% 30% 34% 37% 1189 1278 MJ8非自锁螺母 平均值 7222 8249 9361 10，808 12，046 47，128 50，805 拉力比 15% 18% 20% 23% 26% 1277 1377 MJ8自锁螺母 平均值 7787 8991 10，222 11，726 13，185 49，042 52，972 拉力比 16% 18% 21% 24% 27% 1329 1436 M10非自锁螺母 平均值 17，706 19，923 21，922 24，221 26，466 73，286 77，641 拉力比 24% 27% 30% 33% 36% 1264 1339 M10自锁螺母 平均值 14，009 15，483 17，622 19，611 21，451 67，289 72，396 拉力比 21% 23% 26% 29% 32% 1160 1248 MJ10非自锁螺母 平均值 13，658 15，111 16，740 18，738 20，483 71，970 77，706 拉力比 19% 21% 23% 26% 28% 1340 1447 MJ10自锁螺母 平均值 11，750 14，595 17，698 21，300 24，493 70，936 77，307 拉力比 17% 21% 25% 30% 35% 1321 1440 M12非自锁螺母 平均值 25，775 28，743 31，899 35，539 38，999 115，000 ( 1 ) 123，000 ( 1 ) 拉力比 22% 25% 28% 31% 34% 1300 ( 2 ) 1400 ( 2 ) M12自锁螺母 平均值 32，064 35，101 38，625 42，074 45，814 115，000 ( 1 ) 123，000 ( 1 ) 拉力比 28% 31% 34% 37% 40% 1300 ( 2 ) 1400 ( 2 ) MJ12非自锁螺母 平均值 22，614 25，747 29，908 34，985 41，372 115，000 ( 1 ) 123，000 ( 1 ) 拉力比 20% 22% 23% 30% 36% 1300 ( 2 ) 1400 ( 2 ) MJ12自锁螺母 平均值 21，029 23，861 26，974 30，366 33，623 115，000 ( 1 ) 123，000 ( 1 ) 拉力比 18% 21% 23% 26% 29% 1300 ( 2 ) 1400 ( 2 ) 表5. 修正后拧紧力矩试验结果 注：(1) (2)螺栓未屈服，根据实测硬度估算屈服强度与抗拉强度。 图10. 同类型不同直径紧固件拧紧力矩与拉力比曲线 Table 6 The commend applied ranges for tightening torqu 螺纹直径 拧紧力矩/N·m 非自锁螺母 自锁螺母 φ5 3.33~4.07 3.69~4.51 φ6 5.40~6.60 7.56~9.24 φ8 13.50~16.50 φ10 27.00~33.00 φ12 45.90~56.10 表6. 推荐工程应用拧紧力矩范围