你有沒(méi)有想過(guò)，擰了幾十年的螺絲，可能都沒(méi)！有！擰！緊！生活中大到過(guò)山車(chē)用的手臂粗的大螺栓，小到指甲鉗用的小螺栓，將螺栓擰緊都是重要工序。那么，螺栓怎樣才算擰緊了？

擰緊中的扭矩分配

擰緊一顆螺栓，需要施加一定扭矩旋轉(zhuǎn)一定角度后才可以完成，這部分的扭矩+角度所做功最終轉(zhuǎn)為三個(gè)部分：

1.螺栓頭下摩擦力消耗 

2.螺紋副摩擦力消耗 

3.產(chǎn)生預(yù)緊力

這個(gè)也可以根據(jù)以下公式得出：

一般而言，這三者的比例在10%，40%以及50%，這部分能量的消耗很容易直觀的體會(huì)到：10%的夾緊力做功體現(xiàn)在螺栓的被拉伸，40%和50%體現(xiàn)了螺紋副以及螺栓頭下擰緊后摩擦力導(dǎo)致的發(fā)熱。

為了便于分析，假設(shè)螺栓材料的硬度非常低，像彈簧一樣，那么螺栓擰緊后的狀態(tài)就應(yīng)該是壓縮的彈簧。

螺栓擰緊的控制方法:

1. 扭矩控制法

定義：當(dāng)擰緊扭矩達(dá)到某一設(shè)定的控制扭矩時(shí)，立即停止擰緊的控制方法。

優(yōu)點(diǎn)：控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、直接，易于用扭矩傳感器或高精度扭矩扳手來(lái)檢查擰緊的質(zhì)量。

缺點(diǎn)：控制精度不高（預(yù)緊力誤差±25%左右），也不能充分利用材料的潛力。

2. 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法

定義：先把螺栓擰到一個(gè)不大的扭矩后，再?gòu)拇它c(diǎn)開(kāi)始，擰一個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)角的控制方法。

優(yōu)點(diǎn)：螺栓軸向預(yù)緊力精度較高(±15%)，可以獲得較大的軸向預(yù)緊力，且數(shù)值可集中分布在平均值附近。

缺點(diǎn)：控制系統(tǒng)較復(fù)雜，要測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)角兩個(gè)參數(shù)；且質(zhì)檢部門(mén)也不易找出適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)擰緊結(jié)果進(jìn)行檢查。

3. 屈服點(diǎn)控制法

定義：把螺栓擰緊到屈服點(diǎn)后，停止擰緊的一種方法。

優(yōu)點(diǎn)：擰緊精度非常高，預(yù)緊力誤差可以控制在±8%以內(nèi)；但其精度主要取決于螺栓本身的屈服強(qiáng)度。

缺點(diǎn)：擰緊過(guò)程需要對(duì)扭矩和轉(zhuǎn)角曲線的斜率進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的計(jì)算和判斷，控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、運(yùn)算速度等都有較高的要求。

此外，螺栓的初始設(shè)計(jì)是按照如在10%，40%以及50%的比例來(lái)分配三者關(guān)系的，如果實(shí)際的過(guò)程中改變了三者的比例關(guān)系，會(huì)出現(xiàn)扭矩“合格”，夾緊力不合格的情況。

其他改變摩擦系數(shù)的常見(jiàn)情況有：

涂層材料改變，涂層厚度變化，螺栓/螺釘公差，與螺帽旋轉(zhuǎn)接觸面摩擦系數(shù)，工具轉(zhuǎn)速，墊片增加/減少等。