一、为何检测?——扭矩、预紧力与可靠性之间的三角关系
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。
二、检测什么?——核心性能指标剖析
•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。
•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。
•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。
三、如何进行检测?——核心设备与标准流程
•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。
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。


