紧固件机械性能常用术语介绍

紧固件机械性能常用术语

扭矩( Torque )

扭矩是一种产生旋转的力量. 下面是一些最普通的扭矩的事例: 1.给表上弦2. 旋开瓶盖3. 旋转门把手4. 拧入螺丝.

扭矩在大多数的应用场合都需要着重考虑.

下面四种扭矩有着些微小的差别.

1.驱动扭矩( Driving Torque )

2.锁紧扭矩( Seating Torque )

3.松动扭矩( Break away Torque )

4.预置扭矩( Prevailing Torque )

所有这些扭矩在实际应用中都会遇到, 但不同的使用状况其重

要性不相同.

1.驱动扭矩—使机件组合在一起必须的施予之旋转力量.

2.锁紧扭矩—使机件组合达到预先设定的松紧程度所需要的力量.

3.松动扭矩—使组合在一起的机件分离所必需要的施予之旋转力量.

4.预置扭矩—在紧固件上设置的一种特性, 使紧固件在一锁入配

合螺纹工件即因磨擦力产生阻力以达成防松的目的, 克服该磨擦力矩所需要的驱动旋转力矩即称为预置扭矩.

驱动力矩: 驱动扭矩在螺丝切削, 螺丝滚制和自锁机件应用中是主要考虑的问题. 作为旋转机件必须的最大力, 要求是必须的. 过高的驱动扭矩会使旋转失效和旋转失败, 所有这些将增加紧固件的成本, 所以尽可能地降低驱动扭矩是十分必要的. 这需求就引导出另一个工程要求”驱动-拉脱比”. 它是驱动紧固件需要的扭矩值与抗脱或破坏所配合的内螺纹所需扭矩值的关系, 此值范围越大, 越有利于减少装配不良, 重复装配和降低相应的成本, 紧固件便越适用.

对于螺纹滚制自攻螺丝而言, 其要求的驱动-拉脱比( Drive to Strip Ratio )为1 : 3, 即有一个单位的驱动扭矩, 就需要有三个单位的抗拉脱强度的配合螺纹强度.

锁紧扭矩: 锁紧扭矩是将紧固件旋至所要求的松紧程度或扭力-拉力值的力量. 它以一个最大值表示. 这就是说在小于规定的最大扭矩作用于应该得到指定的松紧度或夹紧力, 这在任何情况下都是十分重要的. 因为紧固件应该能够适当锁紧以保证正常的装配, 但这不应该过度增加扭矩. 过度的扭矩要求会造成驱动系统的失效, 增加劳动强度, 配合的失败, 所有这些都会造成紧固件费用的增加.

松动扭矩: 松动扭矩是指将紧固件由锁紧状态松开时的旋转力量. 这在紧固件容易松动的状况下最具实际意义. 松动扭矩一般和自锁紧固件相关( 不仅是自锁紧固件, 防松用紧固件都在内), 它以一个最小值来表达, 就是说紧固件不能以小于松动扭矩的力矩脱离组装件.

预置扭矩: 从技术上来讲, 预置扭矩是一种对旋转力矩的的反力矩( Resistance to Rotation ). 它通常是指将以固锁但尚未锁紧的紧固件旋出时的力矩. 像松动扭矩一样, 预置扭矩用于容易松动的场合, 它的规定值亦为最小值. 在小于规定扭矩的作用下紧固件必须固锁( 但不一定锁紧)而不能转动, 每一个紧固件都要求有一定的扭矩来驱动, 这是预置扭矩的”驱动扭矩”, 每一个预置扭矩紧固件都要求有更大的扭矩来锁紧, 以确保适当的固锁状态, 这是”锁紧扭矩”. 每一个紧固件都需要有一定的扭矩将它从固锁状态松开, 这就是”松动扭矩”. 每一紧固件都需一定扭矩将它从未锁紧但尚固锁的状态下取出, 这就是预置扭矩. 扭矩的测试单位是磅-英寸( in pounds )或磅-英尺( foot pounds ). 1磅-英寸就是一磅的力作用在垂直于旋转中心1英寸距离处产生的力量. 2磅-英寸就是2磅的力作用在垂直于旋转轴心1英寸距离或1磅的力作用于2英寸处所产生的力量. 由此, 可得出力矩= 轴心到扭力的垂直距离x 力

磅-英寸除以12便得到磅-英尺, 反之, 磅-英寸乘以12即为磅-英尺, 单位的选择要根据数值的大小. 例如, 我们通常会用100磅-英尺, 而不用1200磅-英寸.

注: 磅-英寸和磅-英尺均是技术上所用的正确单位. 但我们经常会写成英寸-磅和英尺-磅. 扭矩是产生转动所必须的力. 它是作用在臂末端使物体产生旋转的力量.

回答问题(不要翻看前面的内容) :

1.什么是扭矩?

2.四种不同的扭矩为何?

3.扭矩的单位是什么?

查看前述材料来检查你的答案, 若有任何遗漏将正确答案写下来.

抗拉强度( Tensile Strength )

抗拉强度是指材料在外力拉伸下抵抗破断的能力. 你是否有过将橡胶条拉断的经验呢? 如果有, 那么你就是在测试橡胶条的抗拉强度. 紧固件的抗拉强度也是一样的, 它是紧固件能够承受的施加在其上而不会使其破断的抗拉值.

抗拉强度是紧固件最普通的一种物理性质. 它是紧固件的极限强度( Ultimate Strength ). 也是紧固件在应用时考虑的其承载荷重能力( Load Bearing Ability )的基本指标.

抗拉强度用磅/英寸2表示( PSI ). 它是指平均分配在紧固件最小径截面积上( Cross-Sectional of minor Diameter )可施予紧固件承受的力量. 例如, 紧固件的破断拉力为100,000磅, 它的最小径断面积为1平方英寸, 那么此紧固件的抗拉强度是100, 000PSI. 意即:

抗拉强度= 力/面积= 100,000磅/ 1平方英寸= 100,000PSI

抗拉强度是紧固件抵抗轴向拉力( Axial Tensile )的能力. 它表明了紧固件承受轴向拉伸负荷的能力. 抗拉强度通常是指极限抗拉强度( Ultimate Tensile Strength, UTS ). 因为紧固件的降伏强度( Yield Strength )和保证荷重( Proof Load )与它的抗拉强度有关, 所以我们会在后面加以讨论.

回答问题(不要翻看前面的内容) :

1.什么是抗拉强度?

2.抗拉强度的单位是什么?

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降伏强度( Yield Strength )

理论上, 每一个轴向拉力都将使紧固件产生不同程度的伸长. 因为既有的金属均有其弹性模数( Degree of Elasticity, 或称为杨氏模