螺栓预紧力与力矩的关系（螺母拧紧力矩与预紧力的关系）

m22螺栓外径 螺栓的预紧力和拧紧力矩计算

螺栓预紧力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。

预紧力的大小，除了受限于螺钉材料的强度外，还受限于连接件的材料强度。当内外螺纹的材料相，只校核外螺纹强度即可。对于旋合长度较短、非标准螺纹零件构成的联接、内外螺纹材料的强度相差较大的受轴向载荷的螺纹联接，还应校核螺纹牙的强度。

如某型产品弹性元件的固定，因螺钉连接的基材是压铸铝合金YL113，其强度远低于优质碳素结构钢20的强度，就应校核铝合金上螺纹牙型的强度，主要是螺纹材料的剪应力及弯应力。

扩展资料

控制螺丝预紧力的

1通过拧紧力矩控制预紧力

拧紧力与螺栓预紧力呈线性关系在，控制了拧紧力矩的大小，就可以通过实验或理论计算的 得到预紧力值。但在实际中，由于受摩擦系数和几何参数偏差的影响。

在一定的拧紧力矩下，预紧力变化比较大，故通过拧紧力矩来控制螺栓预紧力的精度不高，其误差约为±25%，大可达±40%，控制区拧紧力矩精度较高的工具是测力矩扳手和限力扳手。

2通过螺母转角控制预紧力

根据需要的预紧力计算出螺母转角拧紧时量出螺母转角就可以达到控制预紧力的目的。测量螺母转角简单的 是刻一条零线，按螺母转过几方的数量来测量螺母角，螺母转角的测量精度可控制在10°-15°内。

3通过螺栓伸长量控制预紧力

由于螺栓的伸长量只和螺栓的应力有关，可以排除摩擦系数、接触变形、被连接件变形等可变因素的影响。所以通过通过螺栓伸长量控制预紧力可以获得很高的精度，此种 被广泛应用于重要场合螺栓连接的预紧力控制。

4通过液压拉伸器控制预紧力

使用液压拉伸器给螺栓施加拉紧力，使螺栓伸长，然后旋合螺母,待卸下载荷,由于螺栓收缩就可在连接中产生和拉力相等的预紧力。此种 可以提高预紧力的控制精度。

液压拉伸器给螺栓施加预紧力时没有摩擦力，故该 适用于任何尺寸的螺栓，而且可以给一组螺栓施加预紧力，均匀压紧螺母和垫片，不致出现倾斜而影响预紧力的精确控制。

5利用力矩转角控制预紧力

利用拧紧力矩与转角的关系控制预紧力就是给螺栓施以一定的力矩，然后使螺母转过一定的角度，检查后的力矩与转角是否满足应有关系，以避免预紧不足或预紧过度。

控制预紧力的力矩转角法为用拧紧力矩控制拧紧过程，直到拧紧力矩值达到足够保证螺母、螺栓和被连接件真正贴紧为止，这时方能开始测量螺母转角。

然后用螺母转角和拧紧力矩控制拧紧过程。此种 是利用拧紧力矩和螺母转角给出的信息，可精确控制螺栓的预紧力，并能发现安装过程中可能出现得拧紧不足或拧紧过度现象。

螺栓的预紧力和拧紧力矩可查阅机械设计手册计算，机械设计手册采用陈先的第五版，以下为计算步骤

螺栓的预紧需要执行者使用力矩扳手操作，参考扳手上的力矩指示标志，如下图所示，所以我们最终的目的是确定拧紧力矩，用来指导生产。

既然我们要计算拧紧力矩，那接下来我们就看一下拧紧力矩的计算式（手册5-70页）

从计算式中我们可以看到，经过简化后T与系数K、预紧力F’和螺纹公称直径d相关。变量d非常容易确定，也就是我们使用多粗的螺栓，例如使用M12的螺栓，d即为12mm。那如何确定变量K呢？

手册中给出了最常用螺纹的拧紧力矩系数K的参考表格，包含我们在大部分计算中需要使用到的情况，一些情况下表格中没有给出，那如何确定变量K？

上式可以计算出表5-1-67没有给出的情况，其中的关键系数为两个摩擦因数，这两个因数需要根据螺纹表面处理方式确定或者通过实验确定，但表5-1-67给出了我们常用计算的大部分情况，一般从表中选择即可。

我们要确定预紧力F’了，参考以下计算式

屈服点可以从手册的5-72页，表5-1-69中查询，选择依据为螺纹的性能等级。公称应力面积可从手册的5-74页，表5-1-70中查询，依据是螺纹的直径。碳素钢还是合金钢，这个要根据我们选择的具体标准条件，这个可以从手册中查询到。

结合以上的计算和实际工程经验，将常用的螺栓预紧力和拧紧力矩进行了计算并整理成了表格，如下

GB/T1228-1230螺栓副预紧力及拧紧力矩（k=0.13）

螺栓副规格

许用预紧力/kN

许用拧紧力矩/Nm

8.8S

10.9S

8.8S

10.9S

M10

26

37

35

50

M12

37

50

60

80

M16

71

100

150

210

M20

111

160

290

420

M22

138

190

395

540

M24

160

220

500

690

M27

210

290

740

1020

M30

257

350

1000

1365

M33

326

459

1400

1970

M36

328

510

1535

2390

注一般1228的螺栓经过磷化处理，k取值为0.11-0.15之间，具体k的值还可以采用采购螺栓的《螺栓质量合格证书》中直接查阅。

对GB/T5782和5783中螺栓进行修正，得到下表

螺栓副规格

许用预紧力/kN

许用拧紧力矩/Nm

8.8

10.9

8.8

10.9

12.9

M10

26

37

45

60

75

M12

37

50

80

110

130

M14

52.5

74

120

170

210

M16

71

100

190

265

320

M18

88

124

260

365

435

M20

111

160

370

520

620

M22

138

190

500

700

840

M24

160

220

640

900

1080

M27

210

290

950

1350

1620

M30

257

350

1300

1800

2160

M36

328

510

2000

2800

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螺母拧紧力矩与预紧力的关系 螺栓拧紧力矩与预紧力对照标准