简介
这个问题其实是属于力学问题,但是拧紧后再退半圈能防松,需要具体分析。但有一点是要注意的,就是不能拼命拧死。所谓”退回半圈”估计也是这个意思。拧得太紧,(一)使螺杆产生部分塑性变形,(二)使螺纹承受过高的局部应力,这都增加连接件低周疲劳的危险。在要求高的场合如高压容器的紧固螺栓对拧紧时的扭矩都是有规定的。
1、基本原理——材料的力学性质
螺栓作为紧固件,不同的型号材质也会不同,有碳钢、合金钢、不锈钢等等。由于紧固件的功用要求,螺栓必须具备较大的刚度,较好的韧性。不同的使用场合,有不同的具体要求。
作为韧性材料,其拉伸应力应变曲线大同小异,基本形状如下。伴随着载荷的增加,应力应变曲线先后经历弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。实际上,材料一旦进入屈服阶段,就会产生永久变形,此时结构也就失效了。因此,螺栓的工作应力必须小于其许用应力,如下图公式,其中n为安全系数。
2、螺栓的预紧力
下图为工作状态下的螺栓的受力:通过螺纹的接触产生一个轴向的向下的轴力,而螺帽下方则提供向上的分布力,这两个力平衡。此轴力即为螺栓的预紧力。螺栓要正常工作,那么这个预紧力F必须有如下的要求,即小于许用应力和最小截面积的乘积。
实际上,这个预紧力没办法直接测量。在拧紧螺栓的过程中,依靠的是旋转螺栓,随着预紧力的增加,需要的扭矩也变大。它们之间有如下关系,其中K为预紧力系数,由厂商提供,d为公称直径。下式可以从摩擦力产生力矩与拧紧力矩平衡得出。
3、拧紧后退半圈能防松?
拧紧后再退半圈能不能防松,不可以一概而论。正如前面分析,螺栓的预紧力太大会超过屈服极限,发生不可逆的变形,使得螺栓失效;螺栓的预紧力太小则会让被连接件不紧密,振动的情况下螺栓会越来越松。所以,预紧力以螺栓的屈服极限计算,尽量在安全的条件下取最大值(安全系数的选取)。
对于高精尖的结构,对预紧力有非常严格的要求,那么拧紧力矩就显得非常重要了。有专业的螺栓拧紧力矩的测量仪器,如下图某宝上的扭力扳手,根据预紧力计算出拧紧力矩,通过扭力扳手观察拧紧力矩的大小,从而控制预紧力。这种情况下,不能退半圈。
对于普通结构,通常没有那么严格的精度要求,拧螺栓不可能全靠扭力扳手,更多的还是依靠手感经验。对于没有弹簧垫片的螺栓,拧紧以后退半圈除了降低预紧力外,并不会带来其他任何好