费了半天劲拧紧的螺栓原来只有10%的力矩是有效的

要把这个阐明清楚我们首先要理解下，螺栓为什么要打力矩，然后再阐明下"扭矩"、"预紧力"、"摩擦力"在螺栓安装中如何存在的。

我们常说的把螺栓拧紧，实在是给螺栓施加一个力矩。
施加力矩便是我们常说的打力矩。

力矩=力力臂长度

在扳手上用力，实在便是为了给螺栓施加力矩。

但是螺栓之以是能将零件连接，最根本的不是由于受到了"拧力"，而是由于螺栓有了一个拉伸力，在螺栓的拉伸力的浸染下，两个被连接件牢牢的抱在一起，而且两个加紧的零件的打仗面之间还能产生较大的摩擦力，实现了零件的连接。

螺栓拉伸，连接件压紧

以是说，打力矩只是一个实现拉伸螺栓的一种路子，是一种最大略，而又可以衡量的方法。
如果能有一种更大略的方法将螺栓直接拉伸并锁紧，那么我相信就不会再利用打力矩的方法了。

由于打力矩真的是一种费九牛只得一好的事情。

上面我们讲了，打力矩便是为了提高螺栓的拉伸力，那么我们费了半天劲施加的力矩，有多少能真正的转化为螺栓的拉伸力呢？这里我们就来讲讲螺栓连接中的预紧力和摩擦力。

预紧力。
螺栓的属性可以与弹簧比较较。
当弹簧被拉伸时，有一个反浸染力试图将其拉回到其最初的形状。
同样螺栓是合金钢金属材料，它是有弹性的，当受到的力越来越大时会变长。
只要这个力小于螺栓材料屈从点，当力减小时螺栓就会规复到其初始形状。
该力被称为拉伸力，夹紧力或预紧力。

摩擦力。
当螺栓向下旋紧时，旋转的动作会转变成线性的浸染，使螺栓被拉伸受力，同时与螺栓打仗的地方受到力逐渐上升，摩擦力也会逐渐上升。
比方螺纹之间，旋转的螺栓与固定的连接件之间，都会有非常大的摩擦力。

常常拧螺栓的小伙伴会有体会，螺栓拧紧后，螺栓会变的比较热乃至有点烫手，这便是摩擦产生的热量。

大量的试验证明，螺栓力矩和预紧力之间遵照九一原则，即力矩的90%被摩擦力花费掉了，只有10%转化为预紧力。
这90%的摩擦力，被45%+45%分配给螺栓头和螺纹，或者被50%+40%分配给螺栓头和螺纹。

螺栓连接的九一原则

以是，机器财经才会说，打力矩是费九牛力只得一好的事情。
便是由于这个九一原则导致扭矩上紧法并不是非常高效。

既然打力矩这么费力才得了这么一点好处，那么我们打力矩主要么？

答案是非常主要。

施加力矩目的便是得到预紧力，目前为了得到有效的螺栓预紧力，施加力矩是最大略的方法，而且施加精确的力矩对付确保精确的夹紧力和安全的螺栓连接至关主要！

被连接件由于有了预紧力而被牢牢的连接在一起。
螺栓由于有了拉伸力，才在螺栓的螺栓之间有了摩擦力，螺栓以及螺母的打仗面之间也有了摩擦力，螺栓才有了防止松动的浸染。
我们在后面几期将在螺栓的强度校核的时候会讲到防松的事理，大家也会理解到拉伸对付螺栓的主要性。

既然预紧力或拉伸力这么主要，那怎么才能提高或者担保拉伸力呢？

为了更准确的将螺栓拉伸到靠近屈从，工程师们也是想了很多的办法，如在螺纹上涂润滑剂，减少摩擦，通过实验证明这个方法比较有效，也一些运用。
还有一些螺栓有分外涂层，也是为了有较小摩擦的浸染。

然后还有比较常用的扭矩转角法和液压拉伸器两种方法。

扭矩转角，顾名思义，便是螺栓在打紧力矩后还要再施加一个角度。
机器财经在上面说到了，螺栓在拧紧的过程中受到的摩擦力抵消了很大一部分扭矩，也便是说剩下的10%的扭矩转化成预紧力也只是个大概值，根据被连接的属性，这10%也有很大偏差，也便是说，即利用力矩扳手给螺栓施加了精准的扭矩，螺栓的拉伸力也很难确定。

为了得到更多更准确的拉伸力，工程师们想出了一个办法，就可以通过实验方法，测出施加精准扭矩后再逐步的按角度拧紧螺栓，直到螺栓靠近屈从，就这样涌现了扭矩转角的方法。
当然也可以超过屈从点到达塑性区。

a.扭矩转角法至屈从点；b.扭矩转角法至塑性区

这个转角的度数和被连接件材质，涂漆等有关系，以是转角值是须要实验丈量的。

这个方法比较适宜流水线产品，如汽车，发动机。
工程师可以对不同位置的螺栓做一次实验，就能得到了扭矩和转角值，只要设计不做变动，那么扭矩转角的值就可以保持下去。

在重工领域，对螺栓的拉伸力哀求的更长短分分外严格，一种液压拉伸器工具孕育而生。

标准螺栓拉伸器带有一个液压缸，该液压缸可以对拉伸头施加力，而拉伸头和螺栓螺纹合营，进而将螺栓拉长。

如下图，拉伸器的拉伸头通过螺丝拧到螺栓的伸出部分上，位于螺母上方。
它将液压缸产生的拉力通报到螺栓上。
液压缸在液压油压力浸染下，液压缸推压支撑座，产生对拉伸头的拉力。
支撑座套在待紧固组件的螺栓外。
它通过液压缸施加在螺栓上的拉力的反浸染力，将压力通报到待紧固组件上。
如果组件利用标准螺母，可以利用螺母套来拧紧螺母。
螺母套外侧面有径向钻孔，用来插入调节棒。
在液压缸施加拉力时，用来旋紧螺母套。

液压拉伸器

液压拉伸器可以非常准确的将螺栓拉伸至屈从点，而不用考虑被连接件之间的差异。
只要知道螺栓的材质和尺寸，就可以打算出须要多大的拉伸力。
可以说将螺栓的拉伸力用到了极限。

但是这个方法也有很多局限性，对安装空间哀求比较多，节拍也比较慢，以是比较适宜重工行业，如钢铁行业、石油、石化行业，大型的化工机器、压力容器等设备的装置。

本日我们紧张讲了，螺栓连接中，是什么哪个力终极实现了螺栓连接的浸染，便是螺栓的预紧力或者叫做拉伸力。
为了得到这个拉伸力，我们要给螺栓施加比较准确的力矩，以是拧螺栓的时候一定要利用力矩扳手。

机器财经还先容了两种提高预紧力的方法。
说了这么多，都是要见告大家，螺栓之所起起浸染，最紧张的便是提高拉伸力，并且提高拉伸力也是最有效的防止螺栓松动的方法，后期我们还会更深入的和大家磋商。