機械設計基礎知識:螺釘緊固扭矩與軸向力的關係!

擰緊螺釘以使其旋轉時沿旋轉方向旋轉的力稱為“擰緊扭矩”。擰緊扭矩為“施加力F”乘以“從螺栓的旋轉中心到施加力的點的距離L”的值。

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擰緊扭矩T= F×L [Nm],單位是力×距離,因此是[Nm]。

扭矩單位從傳統的重力單位系統kgf/cm更改為SI單位系統(國際單位制)N/m,當從SI單位系統轉換為重力單位系統時,請使用以下計算方法。

1 [N/m] = 10.2 [kgf/cm];

擰緊螺釘時,使用擰緊扭矩進行控制。 如果擰緊扭矩太低,螺釘將鬆動;如果擰緊扭矩太高,則螺釘可能會損壞。 因此,有一個標準的“T系列”作為標準的緊固扭矩。

1- T系列緊固扭矩表:

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扭矩由螺栓的材料和應用決定。 例如,對於汽車,使用1.8系列的緊固扭矩固定。 扭矩值因螺釘的大小而異,大螺釘需要較大的緊固扭矩。

這可以通過緊固扭矩和緊固力(軸力)之間的關係來理解。

緊固扭矩與預緊力(軸向力)之間的關係

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緊固扭矩和預緊力(以下稱為軸向力)可以通過以下的關係式算出。

T = kdF;

T:擰緊扭矩Nm;

F:軸向力N;

d:螺絲公稱直徑m;

k:扭矩係數;

實際擰緊時施加的軸向力會根據螺絲座表面的表面粗糙度和螺絲間距而變化,扭矩係數考慮到了這些因素。扭矩係數(k)不是恆定的,但是典型值為0.15至0.2。

例如:表1中帶有M10螺栓的1.8系列應用的擰緊扭矩為44 [Nm]。

T = kdF;

k = 0.2時的軸向力;

F = T / kd = 44 [Nm] /0.2 x 0.01 [m] = 22,000 [N];

以44 [N·m]的扭矩擰緊M10螺栓時產生的軸向力為22,000 [N]。

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