法兰螺栓预紧力的计算
螺栓预紧力公式推导
螺栓预紧力公式推导螺栓的预紧力是指在装配时，通过给螺栓施加一定的扭矩或拉伸力，使其受到拉伸状态下的力，从而保证连接的紧固和牢固。
螺栓的预紧力可以通过以下公式来计算：Fp = K * T / (d * Ks)其中，Fp为预紧力，K是螺栓的摩擦系数，T是施加在螺栓上的扭矩，d是螺栓的直径，Ks是螺栓的拉伸系数。
推导过程如下：1. 根据力的平衡原理，螺栓受到的外部力等于预紧力，即Fp = F。
2. 根据力的平衡条件，F = μ*Fp，其中μ是螺栓和螺母之间的摩擦系数。
3. 对螺栓进行受力分析，根据胶结力学理论，可以得到螺栓的两端所受的力分别为Fp/2。
4. 对螺栓进行静力学分析，可以得到螺栓的受力情况为：Fp/2 = (π*d^2/4) * σ，其中σ是螺栓所受的应力。
5. 根据胶结力学理论，应力和应变之间的关系为：σ = E * ε，其中E是螺栓的弹性模量，ε是螺栓的相对变形。
6. 将上述两个公式结合，可以得到：Fp/2 = (π*d^2/4) * E * ε。
7. 根据胶结力学理论，相对变形和应变之间的关系为：ε = ΔL / L0，其中ΔL是螺栓的弹性变形，L0是螺栓的初始长度。
8. 弹性变形可以表示为：ΔL = α * L0 * T，其中α是螺栓的张力系数，T是施加在螺栓上的扭矩。
9. 将上述两个公式结合，可以得到：Fp/2 = (π*d^2/4) * E * α * L0 * T。
10. 最后，将Fp/2乘以2得到Fp，并整理公式，可以得到：Fp = (π*d^2/4) * E * α * L0 * T。
综上所述，就得到了螺栓预紧力的公式推导过程。
需要注意的是，公式中的一些参数如摩擦系数、拉伸系数和张力系数等需要根据具体情况确定。
法兰螺栓预紧力的计算
法兰螺栓预紧力的计算 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
法兰螺栓预紧力的计算
对法兰的连接螺栓进行计算有时是必要的，下面根据GB150整理出关于螺栓预紧力的计算公式如下：
一、已知条件----垫片系数
Ko------预紧垫片系数，单位：mm，
Kd------常温下垫片材料变形阻力,单位：MPa
K1------操作垫片系数，单位：mm
已知条件----计算参数
三、计算：
预紧状态下最小螺栓载荷La=*Dg*Ko*Kd单位N
操作状态下最小螺栓载荷Lp=y*（*Dg2*p+*Dg*k1*p*Fs）单位N 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积Aa=La/[σ]b，单位：mm2
操作状态下需要的最小螺栓总截面积Ap=Lp/[σ]b，单位：mm2
设计需要的螺栓总截面积：
取Aa和Ap中的较大者Am=Max（Aa，Ap）单位：mm
螺栓的螺纹底径d0=C
*
4单位：mm
A m/(3.14
*
n)
预紧状态下螺栓的设计载荷L=（Am+Ab）/2*[σ]b单位：N
操作状态下螺栓的设计载荷L=Lp单位：N。
法兰连接中的螺栓预紧力
图 2 法兰连接点从预紧状态到操作状态的变化
设螺栓在受力时 ,其力与伸长关系如斜线 DB 。 B 点是由操作状态下的螺栓载荷 Wp 决定的 ,此时 螺栓伸长值为 D G。设垫片在受力时 ,其力与压缩 关系如斜线 FC , C 点是由操作状态下的垫片载荷 Fp 决定的 ,此时垫片的压缩值为 F G。
操作时法兰接头的连接螺栓受力如下 :
A 容器或管道中流体压力 P ;B 径向外力 Pr ; C
弯矩 Mo 为简化起见 ,可将 B 、C 两项折算为压力与 P 相
加 ,称为相当压力 Pe (以下简称内压)
Pe
=
16M πD3
+π4DP2r
+
P
(1)
假如 B 、C 两项不易确定 ,为考虑其影响 ,实际
上采用将 P 适当增大的方法求得 , 一般 Pe ÷ 1 . 5P 。 由文献[1 ]可知 :
图 1 螺栓连接的法兰接头 1 ———法兰 —被联接件 ;2 ———垫圈 —密封元件 ;3 ———螺栓 —联接件
这种连接方式结构简单 ,上紧螺母后 ,螺栓力通 过法兰压紧面作用到垫圈上 ,当垫圈单位面积上所 受的压紧力达到某一值时 ,垫圈本身被压实 ,压紧面 上由机械加工形成的微隙被填满 ,为阻止介质泄露 形成了初始密封条件 。那么 ,螺母需上多紧 ,它施加 给螺栓的力才能压紧垫片 ,保证在操作中接头不泄 露呢 ? 这个力称为预紧力 ,它是影响密封的一个重 要因素 ,预紧力必须使垫圈压紧并形成初始密封条 件 ,同时 ,预紧力也不能大到将垫圈压坏或挤出 。
法兰螺栓预紧力的计算
法兰螺栓预紧力的计算
对法兰的连接螺栓进行计算有时是必要的，下面根据GB150整理出关于螺栓预紧力的计算公式如下：
、已知条件----垫片系数
Ko------预紧垫片系数，单位：mm,
Kd——常温下垫片材料变形阻力，单位：MPa
K1 ----- 操作垫片系数，单位：mm
已知条件----计算参数
二、计算:
预紧状态下最小螺栓载荷 La = 3.14*Dg*Ko*Kd 单位N
操作状态下最小螺栓载荷 Lp = y* ( 0.785*Dg2*p+3.14*Dg*k1*p*Fs ) 单位N
预紧状态下需要的最小螺栓总截面积
Aa :
=La / [(T ]b ，单位： mm 2 操作状态下需要的最小螺栓总截面积 Ap
:
=Lp / [ c ]b , 单位： mm 2
设计需要的螺栓总截面积：
取Aa 和Ap 中的较大者 Am = Max (Aa
，
Ap )
单位: mm 螺栓的螺纹底径d0 =
4* Am/(3.14 * n)
C
单位: mm
预紧状态下螺栓的设计载荷 L = (Am+Ab ) / 2 * [(T ]b 单位：N 操作状态下螺栓的设计载荷L = Lp 单位：N。
螺栓预紧力计算
螺栓预紧力！螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。
对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力相关。
..目的预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。
事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。
当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。
因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。
计算方法预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.mK:拧紧力系数d：螺纹公称直径P0：预紧力P0=σ0×As As也可由下面表查出As=π×ds×ds/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径ds=（d2+d3）/2d3= d1-H/6 H：螺纹牙的公称工作高度σ0 =（0.5～0.7）σsσs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 （与强度等级相关，材质决定）K值查表：(K值计算公式略)σs查表：As查表：法兰连接中螺栓预紧力及垫片密封性的研究对压力管道法兰连接中螺栓的受力、预紧力的计算方法进行了分析,研究了垫片的密封性能,包括基本密封特性、压力-回弹特性、垫片的厚度和宽度效应。
得出了法兰连接时,连接点的泄漏与螺栓预紧力、密封面状态、使用工况、垫片等有关的结论。
螺栓预紧力检测采用电阻应变计测量应力的方法，目前主要有测力螺栓和环形垫圈两种形式的测量方式，测力螺栓是直接替换现有螺栓，直接将螺栓预紧力测量出来的传感器，能准确的测量螺栓的预紧力的大小,可以精确到公斤。
尤其更适合大型压力容器气密试验前的螺栓的预紧力的检测。
法兰垫片螺栓定力矩紧固计算公式详细解析
法兰垫片螺栓定力矩紧固计算公式详细解析螺栓定力矩紧固计算公式详细解析预紧比压力y的定义(单位MPa):垫片在弹性内变形，且足以将法兰表面上微观的不平度填补严密不致产生泄漏的单位密封面积压紧力的最小值。
简单说就是垫片能够起到密封作用时单位面积压紧力最小值，也就是最小单位压强。
y值的特点:不同垫片y值不同，同一垫片的y值固定不变，与管压力无关。
防止垫片被压成塑形形变，预紧压力不应大于4y，垫片最小宽度校核出于此目的。
预紧比压力y=P/AP:垫片有效压紧力A:垫片有效面积垫片系数m的定义:也叫剩余比压系数。
当管系升压到操作压力时，因内压产生轴向作用力，趋于将法兰分开。
于是作用在垫片上的紧固力减小。
当垫片的有效截面上的紧固压力小至某一临界值时，仍能保持密封，这时在垫片上剩余的紧固力即为有效紧固压力P。
当小至临界值以下时就会发生泄漏，甚至将垫片吹掉。
因此，垫片的有效紧固力必须超过管系操作压力P1的m倍，这个倍数值m就是垫片系数。
m值的特点:垫片系数m与预紧比压力y都是垫片本身特有的数值，不同垫片由不同的m值，其值因垫片的形状、材质等不同而不同，且m随垫片硬度增大而增大。
垫片系数m=P/P1P:垫片有效压紧力P1:管系工作压力垫片接触宽度N(单位mm): 法兰在预紧前垫片能与法兰密封面接触上的宽度，称为垫片接触宽度，以N表示。
垫片在预紧状态下受到最大载荷的作用，可能因压紧过度而失去密封性能，为此垫片须有足够的宽度Nmin，其值按下式校核: Nmin=Ab×*d+b/2π/DG/y<N(mm)式中 Ab——实际螺栓面积，mm2，按GB150计算[d]b——螺栓材料许用拉应力，MPaDG——垫片压紧力作用中心圆直径，mmy——垫片比压力，MPa垫片接触宽度N的特点:N?Nmin。
可根据垫片形式查JB/T4718-92 取得。
垫片基本密封宽度b0(单位mm):当法兰螺栓预紧后，由于法兰环产生偏转，法兰密封面在靠近内径处会产生分离，使其与该部位的垫片脱离接触，故垫片只有在靠近外径处才能被压紧。
螺栓预紧力和扭矩的换算公式
螺栓预紧力和扭矩的换算公式螺栓的预紧力和扭矩是机械连接中常用的参数，通过正确的计算和换算可以保证螺栓连接的安全和可靠性。
在机械设计和工程实践中，螺栓的预紧力和扭矩是非常重要的参数，对于螺栓的安装和使用起着至关重要的作用。
1. 螺栓预紧力的计算螺栓的预紧力是指在螺栓安装过程中，通过施加力使螺栓被挤压并产生预应力的力量。
预紧力的大小直接影响到螺栓连接的紧固质量和承载能力。
常见的计算螺栓预紧力的公式为：$F_p = k \\cdot F_t$其中，F p为螺栓的预紧力，单位为牛顿（N）；F t为螺栓的拉力，单位为牛顿（N）；k为螺栓的拉伸系数。
2. 螺栓扭矩与预紧力的关系在实际的螺栓安装过程中，通常会使用扭矩来拧紧螺栓。
螺栓的扭矩与预紧力之间存在着一定的关系。
一般来说，螺栓的扭矩与预紧力之间的换算关系可以通过以下公式表示：$T = \\frac{F_d \\cdot d_r}{2}$其中，T为扭矩，单位为牛顿·米（N·m）；F d为预紧力，单位为牛顿（N）；d r为螺栓的公称直径，单位为米（m）。
3. 举例说明假设一个直径为10毫米的螺栓的预紧力为1000牛顿，根据上述公式计算其所需的扭矩：$T = \\frac{1000 \\times 0.01}{2} = 5 N·m$因此，对于这个螺栓，需要施加5牛顿·米的扭矩来达到预定的预紧力。
结论螺栓的预紧力和扭矩是机械连接中重要的参数，合理的计算和换算可以确保螺栓连接的安全可靠。
通过适当的预紧力和扭矩的控制，可以有效地防止螺栓松动或过紧，保证机械设备的正常运行。
以上是关于螺栓预紧力和扭矩的换算公式的介绍，希望对您有所帮助。
螺栓预紧力距计算方法
σ0 ＝（ 0.5 ～ 0.7 ） σs σs―――― 螺栓材料的 屈服极限 N/mm2 （与强度等级相关，材质 决 定）
K
摩擦表面状况 精加工表面 一般加工表面 表面氧化 镀锌 干燥的粗加工表面
K值
有润滑 无润滑
0.1
0.12
0.13-0.15 0.18-0.21
0.2
0.24
0.18
0.22
0.26-0.3 0.26-0.3
5.6 300
5 14.2
22 303
5.8 400
6 20.1
24 353
6.8 480
7 28.9
27 459
查表得 定量
(0.5-
σs
0.7)
8.8
9.8 10.9 12.9
640
720
900 1080
8 36.6
10
12
14
58 84.3
115
30
33
36
531
694
817
640
0.51
P0
＝
σ0×As
（等式2）
Po=(0.5-0.7)σs×As
（查表可
Po=(0.5-0.7)×640×245 得）
Po=78400-109760(N)
将Po带入等式1即可得： Mt=0.22×（78400109760）×20×10-3 Mt=345N.m-483N.m
4.8 320
4 8.78
20 245
值 查表得 值 查表得 螺纹直径 定量
值
σ0
As
Po
K
10-
d
3(N.m)
Mt
326.4 157 51244.8 0.22
螺栓扭矩和预紧力计算公式
螺栓扭矩和预紧力计算公式
螺栓扭矩和预紧力计算公式是用来计算螺栓连接的主要参数的
有效方法。
它是通过考虑螺栓的材料、尺寸和头型来计算螺栓预紧力的。
为了保证有效的接头，螺栓应具有足够的强度和紧固力，而有效的螺栓扭矩和预紧力值是决定这些强度和紧固力的。
螺栓扭矩和预紧力计算公式可以用以下方式表示：
T = KDF/D
其中，T是螺栓扭矩，K是材料特性系数，DF是螺栓的直径，D 是螺栓头的直径。
由于螺栓头的形状不同，K的值也会有所不同。
对于平头螺栓，K值为0.2；对于圆头螺栓，K值为0.15；对于锁紧螺母，K值为0.2；对于夸克螺母，K值为0.25。
预紧力可以通过计算螺栓的扭矩来获得，计算公式如下：
P = 2T/D
其中，P为螺栓预紧力，T为扭矩，D为螺栓头的直径。
螺栓扭矩和预紧力的计算公式是用来计算螺栓连接的主要参数
的有效方法。
正确计算、使用、调整和维护扭矩和预紧力可以帮助确保螺栓连接的有效性和可靠性。
- 1 -。
法兰连接中螺栓拧紧力矩的计算
Fa 3.14 DG by
p 由图 1 可知： 1 （6 ） 式 中 ： Eb— 螺 栓 材 料 在 操 作 温 度 下 的 弹 性 模 量 （ Mpa ） ;Eg— 垫 片 材 料 在 操 作 温 度 下 的 弹 性 模 量 （ Mpa ） ;Ef— 法 兰 材 料 在 操 作 温 度 下 的 弹 性 模 量 （Mpa）;Ab— 螺栓总截面积（mm2）;Ag— 垫片实际接触面 积（mm2 ）;Lb— 螺栓计算长度（ mm）;Tg— 垫片计算厚度 （mm）;T — 连接件的总厚度（mm） 。上述分析是基于法兰 已建立预密封条件的基础上，即垫片在预紧力的作用下已发 生变形将法兰面微小不平整处予以填没。所以螺栓的预紧力 尚需满足式（1）的要求，因此螺栓的最小预紧力应为 Q1 与 Fa 中的大值。
M KF ' d / n （8） 式中：M — 螺母预紧扭矩（Nmm）;K — 拧紧力矩系数， 一般取 K=0.2;F’ — 螺栓预紧力（N）;d — 螺纹公称直径 （mm）;n — 螺栓个数;由上述分析可知为了保证密封和连 接结构不被过量拧紧，要求螺栓的预紧力最小、最大值分别 为：F’min=Max(Q1、Fa)，F’max=Min(W、4Fa) ；代入（8） 式中则可以求得螺栓预紧扭矩的最大与最小值，实际扭矩应 在最大与最小值之间选取。 参考文献 [1]李世玉．压力容器设计工程师培训教程 [M] ．新华出版 社，2005 [2]GB150.1～150.4－2011 压力容器[S] ． [3]桑茹苞． 《规定》中法兰设计的几个问题的浅见[J] ．炼 油设备设计，1984.1 [4]桑茹苞． 《规定》中法兰设计的几个问题 [J] ．压力容 器，1986.1
李春芳 郑英杰 法孚低温设备有限公司，江苏 太仓 215400
压力容器法兰联接拧紧螺栓力矩的计算
b—法兰的计算宽度 mm y—初始密封比压 MPa m—法兰垫子系数 p—介质工作压力 MPa 2 最终预紧力的确定 设备在操作条件下，螺栓要受到两个力的作用即： 介质压力： P=
1 π D2mP 4
N
工作时法兰垫子压紧力：F2=2π Dmbmp N 故在在正常操作时螺栓所受的压力为：F=P+ F2 这时要和前面计算的预紧力 F1 进行比较取最大者作为最终预紧力 F。 2 拧紧螺栓力矩计算 螺栓在拧紧的过程中，要克服两方面的力矩，即： 螺栓和螺母螺纹之间的力矩 M1 螺母和法兰或垫片之间的摩擦力矩 M2 拧紧螺栓的预紧力矩 M 至少为： M=M1+M2 钢制普通粗牙螺纹 M10～68mm 其经验公式为： M=0.2dF （3—5） 每条螺栓的预紧力钜为：M/n M —预紧力钜， d —螺纹大直径 mm n —螺栓个数 3 螺栓强度的核算 法兰垫子预紧力和预紧力钜确定以后，要核算螺栓强度，避免因力矩过答大造成螺 栓损坏。应力计算及强度条件如下： F=
在实际工作中，有相当一部份垫子都是自己制作，没有试验条件无法取得 m、y。只能 参照同种材料的垫子选取 m、y，进行计算预紧力和预紧力力矩。 当压力容器工作时，随着介质压力、温度的变化。密封各部件发生热变形，特别是螺栓 热膨胀伸长，使得螺栓松弛。法兰垫子应力降低，当剩余应力小于工作密封比压σ t，这时 密封失效发生泄漏。只有当垫子剩余应力不小于工作密封应力时，垫子发生回弹自动密封， 才能保证密封有效。为了确保工作密封比压，当介质温度达到工艺操作温度时，有必要对螺 栓进行拧紧检查，保证垫子应力不小于工作密封应力。同时要记录力矩数据，把核定的力矩 作为以后检修的预紧力矩。 五 结束语 通过上述对压力容器法兰联接螺栓预紧力矩的分析计算及校正，在实际检修中分多次 对角拧紧法兰螺栓，最终达到调整的力矩。更重要的是通过使用力矩扳手来控制力矩，使法 兰上的每个螺栓拧紧力矩相同，法兰垫子受力均匀。通过这种方法，经过实践总结，把拧紧 螺栓力矩，补充到检修规程中，在检修中更具针对性。使之成为检修标准。这也是压力容器 （特别是换热器）检修规程所要求的内容。 参考文献:化工机械设计基础，高等教育出版社。 机械设计基础，高等教育出版社。 作者联系地址：宁夏炼化公司机修车间
法兰螺栓连接中螺栓预紧力的计算和控制方法分析_周坤
。 法兰螺栓连 接 系 统 的 主 要 失 效 形 式 是 泄 漏 ，
而螺栓预紧是保证连接面不发生泄漏的重要环节之 一 。 在螺栓联接中 ， 螺栓在安装的时候都必须拧紧 ， 即在联接承受工作载荷之前 ， 预先受到力的作用 ， 这 预紧的目的在于增强 个预加的作用力称 为 预 紧 力 ， 联接的可靠性和紧 密 性 ， 以防止受载后被联接件间
石油化工设备及管 螺栓法兰联接 是 压 力 容 器 、 道中 应 用 极 为 广 泛 的 一 种 可 拆 式 静 密 封 联 接 结 构
［ １］
３］ 。 所示 ［
螺栓拧紧后 ， 螺栓力通过法兰面压紧垫片 ， 垫片 被压实 ， 使压紧面上的间隙被填满 ， 为防止介质泄漏 达到了初始的密封条件 。 螺纹联接的预紧力将对螺 栓的总载荷 、 联接的临界载荷 、 抵抗横向载荷的能力 和接合面密封能力等产生影响 。 １． ２ 施加不当预紧力的危害 过大的预紧力会导致螺纹联接零件的静力破 坏、 被联接件滑移 、 分离或紧固件的松脱 。 过小的预 紧力会导 致 螺 栓 疲 劳 破 坏 、 增 大 设 备 质 量 与 成 本。 所以 ， 预紧力的大 小 、 准 确 度 都 十 分 重 要， 从而使预 紧力的控制成为螺纹联接的重要问题之一 。 １． ３ 预紧力的分析计算 在法 兰 螺 栓 联 接 系 统 中 ， 主要受轴向力和预紧 力的作用 ， 由于螺栓和被联接件的弹性变形 ， 螺栓所 受的总拉力并不等于预紧力和工作拉力之和 。 根据 理论分析 ， 螺栓 的 总 拉 力 除 了 和 预 紧 力 Ｑｐ 、 工作拉 还受到螺栓刚度 Ｃ 力 Ｆ 有 关 外， ｐ 及被联接件刚度 应从分析螺栓联接的受力 Ｃｍ 等因素的影响 。 因此 ， 找 出 螺 栓 总 拉 力 的 大 小。 图 ２ 和变形的关 系 入 手 ，
法兰连接中螺栓拧紧力矩的计算
4 预紧力矩的计算
对于螺栓连接，其拧紧力矩 M 由三部分组成，第一部分 由升角产生，用于产生预紧力使螺栓伸长，第二部分为螺纹 副摩擦，第三部分为支撑面摩擦 [5]。每个螺栓的拧紧力矩 可按式（8）计算：
图 1 螺栓-垫片（法兰）受力变形图
螺栓、垫片（法兰）在预紧力作用下其应力与应变符合 虎克定律，即直线关系，Q1 为螺栓所需要的最小预紧力。在 Q1 作用下螺栓伸长量为 δb，垫片（法兰）压缩量为 δf 此 时螺栓与垫片载荷相等。 升压后， 螺栓载荷增加， 而垫片 （法 兰）的变形量减少，即螺栓沿 OA 延伸到 B 点，垫片沿 AE 下 降到 G 点。B 点的最小值则为 Wp，而 G 点所对应的值则是操 作状态下需要的最小垫片压紧力 Fp。 由此可知对螺栓施加预 紧载荷 Q1 则可保证在升压后法兰不会发生泄漏，即保证升 压后螺栓的载荷能保持为 Wp。 只要求出 ΔF 则可以求出所需 的预紧力 Q1。由图 1 可看到在内压 F 作用下，螺栓的继续伸 长量为 Δδb’，垫片压缩量所减少的部分为 Δδf’，由 变形协调可知螺栓伸长部分等于垫片（法兰）压缩量减少的 部分，根据材料力学可知： 垫片（法兰）的回弹/ E f Ag
' F F Lb / Eb Ab 螺栓的伸长量： b
F Tg Eb Ab E g Ag Lb F T Tg Eb Ab E f Ag Lb 1
（3） （4） （5）
因此可得：
Q F F
3 最大预紧力的确定
为了保证垫片能在弹性状下工作，在预紧时单位有效面 积上的压紧力应控制在 4y 左右， 因此正常垫片“单位面积” [3、4] 的预紧力应当是在 y～4y 之间 ，即螺栓的预紧力为 Fa～ 4Fa。由于实际配置中螺栓的面积 Ab 总大于计算所需要的螺 栓最小面积 Am， 为了防止预紧时螺栓过量拧紧造成法兰超载， 在计算螺栓最大载荷时，螺栓面积是按实际总截面积与计算 面积的平均值考虑的， 即螺栓的最大设计载荷不应超过式 （7 ） 的计算值，因此为保证螺栓拧紧时不至于把垫片压坏或造成 法兰超载，螺栓预紧力应为 4Fa 与 W 中的小值。 A Ab b W m 2 （7） 式中：W —螺栓设计载荷（N）;Am — 需要的螺栓总面 积（mm2）;Ab — 实际的螺栓总面积（mm2）;[σ]b— 室温 下螺栓材料的需用应力（Mpa）
螺栓扭矩和预紧力计算公式
螺栓扭矩和预紧力计算公式螺栓扭矩和预紧力是机械设计和装配中非常重要的参数。
通过正确计算螺栓扭矩和预紧力，可以确保装配的可靠性和安全性。
本文将介绍螺栓扭矩和预紧力的计算公式，并详细解释其原理和应用。
一、螺栓扭矩计算公式螺栓扭矩是指在螺栓松动或拧紧过程中所需施加的扭矩力。
螺栓扭矩的计算公式可以根据不同的应用情况有所不同，但通常可以使用以下公式进行计算：T = K * F * d其中，T表示螺栓扭矩，K表示摩擦系数，F表示预紧力，d表示螺纹直径。
在实际应用中，摩擦系数K是一个经验值，可以根据实验数据进行确定。
预紧力F是通过预紧力计或者拉力表来测量得到的。
螺纹直径d可以通过测量螺杆直径得到。
螺栓扭矩的计算公式可以帮助我们确定螺栓拧紧所需的扭矩力，确保螺栓的紧固效果。
二、预紧力计算公式预紧力是指在螺栓拧紧过程中施加在螺栓上的力。
预紧力的大小直接影响到螺栓的紧固效果和承载能力。
预紧力的计算公式可以根据不同的应用情况有所不同，但通常可以使用以下公式进行计算：F = Ks * P其中，F表示预紧力，Ks表示螺栓系数，P表示螺栓所受载荷。
螺栓系数Ks是一个经验值，可以根据实验数据进行确定。
螺栓所受载荷P可以通过力学计算或者实验测量得到。
预紧力的计算公式可以帮助我们确定螺栓所需的预紧力，确保螺栓的紧固效果和承载能力。
三、螺栓扭矩和预紧力的应用螺栓扭矩和预紧力的计算公式在机械设计和装配中有着广泛的应用。
通过正确计算螺栓扭矩和预紧力，可以确保螺栓的可靠性和安全性。
在机械设计中，根据设计要求和材料力学性能，可以确定螺栓的直径和材质，并通过螺栓扭矩计算公式计算出螺栓的扭矩力。
在装配过程中，根据预紧力计算公式计算出螺栓所需的预紧力，并通过扭矩扳手施加相应的扭矩力。
在汽车制造和航空航天等领域，螺栓扭矩和预紧力的计算更为重要。
通过合理计算螺栓扭矩和预紧力，可以确保车辆或飞机的安全性和可靠性。
总结起来，螺栓扭矩和预紧力计算公式是机械设计和装配中不可或缺的工具。
螺栓预紧力的计算方法
螺栓预紧力的计算方法
Mt＝K×P0×d×10－3N.m
Mt：紧固力矩
K:拧紧力系数
d：螺纹公称直径
P0：预紧力
P0＝σ0×As
As也可由下面表查出
螺栓预紧力与紧固力矩的关系式：M=0.2FD
式中 F----预紧力 D----螺栓直径
F=0.2D/M
一般加工表面 0.13~0.15 0.18~0.21
表面氧化 0.20 0.24
镀 锌 0.18 0.22
干燥的粗加工表面 0.26~0.3
σs查表：
螺纹性能等级3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
σsN/mm2180 240 320 300 400 480 640 720900 1080
As查表：
螺纹公称直径d/mm 3 3.5 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36
公称应力截面积As/mm2
5.03 6.78 8.78 14.2 20.1 28.9 36.6 58 84.3 115 157 192 245 303 353 459 561 694 817
As＝π×ds2/2＋d3）/2d3= d1－H/6
H：螺纹牙的公称工作高度
σ0 ＝（0.5～0.7）σs
σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 （与强度等级相关，材质决定）
K值查表：(K值计算公式略)
摩擦表面状况 K值
有润滑 无润滑
精加工表面 0.10 0.12
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法兰螺栓预紧力的计算 Prepared on 22 November 2020
法兰螺栓预紧力的计算
对法兰的连接螺栓进行计算有时是必要的，下面根据GB150整理出关于螺栓预紧力的计算公式如下：
一、已知条件----垫片系数
Ko------预紧垫片系数，单位：mm，
Kd------常温下垫片材料变形阻力,单位：MPa
K1------操作垫片系数，单位：mm
已知条件----计算参数
三、计算：
预紧状态下最小螺栓载荷La=*Dg*Ko*Kd单位N
操作状态下最小螺栓载荷Lp=y*（*Dg2*p+*Dg*k1*p*Fs）单位N 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积Aa=La/[σ]b，单位：mm2
操作状态下需要的最小螺栓总截面积Ap=Lp/[σ]b，单位：mm2
设计需要的螺栓总截面积：
取Aa和Ap中的较大者Am=Max（Aa，Ap）单位：mm
螺栓的螺纹底径d0=C
*
4单位：mm
A m/(3.14
*
n)
预紧状态下螺栓的设计载荷L=（Am+Ab）/2*[σ]b单位：N
操作状态下螺栓的设计载荷L=Lp单位：N。