[发明专利]一种螺栓紧固件的预紧力矩估测方法

摘要

本发明公开了一种螺栓紧固件的预紧力矩估测方法。通过分别建立拧紧过程和服役过程中螺栓紧固件的力矩平衡关系，得到拧紧过程中拧紧扳手施加的拧紧力矩和服役过程中螺栓紧固件上产生的预紧力矩之间的函数关系；利用两个电子扭力扳手，分别对螺栓头和螺母进行拧紧，得到拧紧力矩值；将拧紧力矩值代入所得函数关系，计算得到服役过程中螺栓紧固件上的预紧力矩的大小，进而达到估测预紧力矩的目的。

主权项

1.一种螺栓紧固件的预紧力矩估测方法，其特征在于，所述估测方法将整个过程分为五个步骤依次进行：步骤一，根据拧紧过程中，螺母(1)受到拧紧扳手(3)施加的拧紧力矩T_w1作用，并与螺母(1)和螺栓(2)之间螺纹副上的摩擦扭矩T_t，以及螺母(1)与紧固对象(5)之间接触面上的摩擦力矩T_s平衡，建立关系T_w1＝T_t+T_s，同时根据螺栓(2)受到摩擦扭矩T_t作用，并与紧固扳手(4)施加的拧紧力矩T_w2，以及螺栓头(6)与紧固对象(5)之间接触面上的摩擦力矩T_s′平衡，建立关系T_t＝T_s′+T_w2，再根据摩擦力矩T_s和T_s′相等，即可建立拧紧过程中的力矩平衡关系T_w1＝2T_s+T_w2＝2T_t‑T_w2；步骤二，根据服役过程中，螺母(1)和螺栓(2)之间螺纹副上的摩擦力矩T_T与螺母(1)和紧固对象(5)之间接触面上的摩擦力矩T_S，以及螺栓头(6)和紧固对象(5)之间接触面上的摩擦力矩T_S′均相等，建立关系T_S＝T_S′＝T_T，这三个力矩将螺母(1)、螺栓(2)与紧固对象(5)锁紧在一起，即为预紧力矩；步骤三，根据拧紧过程中的摩擦力矩T_s是动摩擦系数μ_d的函数，而服役过程中的摩擦力矩T_S是最大静摩擦系数μ_s的函数，而最大静摩擦系数μ_s大于动摩擦系数μ_d，建立拧紧力矩与预紧力矩的函数关系步骤四，利用两个电子扭力扳手，分别对螺栓头和螺母施加拧紧力矩T_w1和T_w2，并记录拧紧过程最后施加在二者上的力矩值；步骤五，将施加在螺母上的拧紧力矩值代入T_w1，将施加在螺栓头上的拧紧力矩值代入T_w2，根据步骤三得到的函数关系，即可估测得到预紧力矩的大小。