紧固件扭矩性能检测|检测认证专业知识分享|深圳市讯科标准技术服务有限公司

在机械设备、汽车制造、航空航天、桥梁建筑等无数关键领域，螺栓、螺钉等紧固件的连接可靠性是整体结构安全的核心保障。然而，紧固件的可靠性并非仅仅取决于其强度，更在于其装配过程中产生的预紧力。扭矩性能检测，正是将“拧紧”这一看似简单的操作，从依赖经验的“手艺”转变为一门可量化、可控制、可预测的“科学”。

紧固件的核心作用是通过拧紧产生足够的轴向预紧力，将被连接件紧密压合，以承受外部的载荷、振动和疲劳。但预紧力无法在装配时直接、方便地测量。在实际生产中，最常用的控制预紧力的方法就是控制施加的扭矩。

三者之间的关系可以表示为：扭矩 (T) ≈ 预紧力 (F) × 系数 (K) × 螺纹公称直径 (d)

这个关系引出了检测的核心目的：

1.精确控制预紧力：预紧力不足，会导致连接松动、被连接件分离、螺栓承受额外的交变应力而发生疲劳断裂；预紧力过大，则可能直接导致螺栓过载屈服甚至拉断。

2.确定扭矩系数 (K)：扭矩系数K是一个综合了螺纹摩擦、支承面摩擦、材料、表面处理、润滑条件等多种因素的变量。它是连接扭矩与预紧力的桥梁。通过扭矩性能测试，可以精确测定特定批次紧固件的平均扭矩系数，从而为生产装配线提供精准的扭矩工艺参数。

3.评估紧固件质量与一致性：即使同一规格的紧固件，若表面处理、润滑工艺不稳定，其扭矩系数也会离散。检测扭矩系数的稳定性，是评估紧固件制造质量的重要指标。

紧固件扭矩性能检测主要包含以下几类关键测试：

1. 扭矩系数测试 (K)

这是最基础也是最重要的测试。

•方法：将紧固件（螺栓、螺母、垫圈组合）安装在专用的扭矩-轴力测试仪上。设备在拧紧螺母时，会同步、实时地精确记录施加的扭矩(T)和螺栓产生的轴向预紧力(F)。

•计算：根据公式 K = T / (F × d)，计算出该次拧紧的扭矩系数。通常需要测试一组样本（如5-8件），最终取其平均值作为该批次的扭矩系数，并评估其标准偏差。

•目的：为装配工艺提供关键输入数据。

2. 紧固轴力测试

•方法：在扭矩-轴力测试仪上，将紧固件拧紧至规定的扭矩值或转角，测量其达到的最终轴力。或者，直接拧紧直至紧固件屈服，测量其最大轴力（屈服轴力或极限轴力）。

•目的：验证紧固件在指定扭矩下能否达到设计所需的最小轴力，或评估其强度性能。

3. 破坏性测试：

•扭转强度测试：对螺栓螺杆部分进行纯扭矩扭转，直至其扭断，测量其破坏扭矩。此项主要考核螺栓杆部的抗扭性能。

•保证载荷测试：对螺栓施加一个规定的轴向拉力并保持一段时间，观察其是否发生永久伸长或断裂，考核其抗拉强度。

核心设备：扭矩-轴力测试仪

该设备是进行精密扭矩性能检测的必备工具，通常包括：

•扭矩传感器：高精度测量施加的扭矩值。

•轴向力传感器：直接测量螺栓产生的预紧力（轴力）。

•伺服电机驱动系统：提供平稳、可编程的拧紧操作。

•数据采集与处理系统：实时显示扭矩-轴力曲线，并自动计算结果。

标准测试流程：

1.样品准备：选取规定数量、同一批次的紧固件组合（螺栓、螺母、垫圈）。

2.设备校准：确保扭矩和轴力传感器的精度。

3.安装样品：将紧固件安装在测试夹具上，确保对中，避免附加弯矩。

4.进行测试：设定拧紧速度，启动设备。设备会以恒定速率拧紧螺母，并同步记录扭矩和轴力数据，直至达到目标扭矩或发生破坏。

5.数据分析：系统自动生成扭矩-轴力曲线，并计算出扭矩系数、标准偏差等。分析曲线的形状还能判断摩擦性能是否正常。

6.出具报告：依据相关标准（如GB/T 16823.3、ISO 16047等）出具检测报告。

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