摩擦系数测试方法跟标准简介

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1、一、緊固件的摩擦系数简介在汽车装配中，螺纹紧固件装配的质量将直接影响整车的装配质量和行驶的可靠性。为此，紧固件的锁紧功能尤为重要。紧固件以内外螺纹制品旋合来呈现其连接及其紧固的机械性能。锁紧时需要施加一个扭力来产生一个轴向夹紧力F,太高的轴力会使紧固件断裂，太低的轴力紧固件锁不紧。目前的装配工艺上最经济可行的方法是通过控制扭矩T来间接实现对轴向夹紧力的控制。预紧力的大小是保证链接质量的重要因素，螺栓的拧紧过程是一个克服摩擦的过程，在这一过程中存在螺纹副的摩擦及端面摩擦。而影响预紧力的主要因素除了使用的工具及拧紧方法外就是紧固件的摩擦系数。摩擦系数是一个明确的物理概念，主要取决于摩擦

2、面的材料、表面处理状态和润滑条件。在车厂的标准中均有对不同表面处理后零件提出相应的摩擦系数要求（镀锌、磷酸盐、有机涂层、锌镍镀层等）二、常用规范ISO16047:紧固件摩擦系数的测试方法DIN946:紧固件摩擦系数的测试方法NESD3002:緊固件摩擦係數的測試方法VW01126:螺栓装配的超弹性拧紧方法ISO2320:预置扭矩矩形型螺帽-机械及功能特性VW01129:公制螺纹机械连接的摩擦系数规定JISB1084:紧固件摩擦系数的测试方法GB/T16823-3:螺纹紧固件拧紧试验方法VW01131:摩擦系数说明三、相关基本概念T:扭力(Torque)K:扭力系数(Torqueco

3、efficient)D:螺紋直徑(Diameter)F:軸力(Force,Tension或Load)如何建立”正确的”锁紧扭力(ClampTorque)?扭力系数公式:K＝T/(D×F)或T＝K×D×FK值一般使用0.2作為參考值,在不同狀況下會在0.1~0.5間變化用扭力-拉伸(Torque-Tension)公式來決定鎖緊扭力使用75%的保證荷重時所產生的扭力來實施鎖緊是最適當的M10x1.510.9級螺絲會被使用多少扭力鎖緊?T=0.2x0.01mx36075N=72.15Nm扭力係數如果0.1時會怎樣?0.4時會怎樣?基本概念-如何計算”正確的”鎖緊扭力“?公式K＝T/(D×

4、F)T=KxDxF通常用保證荷重的75%來鎖緊是希望在材料的彈性限度(線性)範圍內組裝。基本概念-不同表面處理的锁紧扭力比較鍍鋅:K值0.22美加力:K值0.12M10x1.510.9級螺絲75%ProofLoad為36.1KNK=0.22時,0.22x0.01mx36100N=79.4NmK=0.12時,0.12x0.01mx36100N=43.3Nm兩者搞錯了會怎樣?基本概念-摩擦係數(CoefficientofFriction)摩擦係數包括作用於組件之螺紋接觸面的摩擦係數(μTh)和螺栓或螺帽承受面與被鎖緊物接觸面的摩擦係數(μH)總摩擦係數以μTot或μges表示。在彈性限

5、度範圍內，扭力係數K大約為總摩擦係數的1.5倍左右因此規範中之總摩擦係數μtot值大都以0.13來採用(DIN946)d2=螺紋有效徑Db=承受面的平均直徑F=保證荷重(或夾緊荷重)T=保證荷重F時的鎖緊扭力P=牙距tot=摩擦係數公式牙部摩擦系数和头部摩擦系数公式7牙部摩擦係數uth由牙部扭矩/挾持力比率除以大概的公式決定：頭部摩擦係數ub由頭部扭矩/挾持力比率除以大概的公式決定：d2=螺紋有效徑Db=承受面的平均直徑F=保證荷重(或夾緊荷重)T=保證荷重F時的鎖緊扭力P=牙距th=牙部摩擦係數Tth=牙部扭矩Ub=头部摩擦系数Tb=牙部扭矩承受面不同基本概念-不同表面處理的

6、摩擦係數比較四、摩擦系数的测试装置包括了:測量设备系統,測試螺栓,螺帽,替代螺栓,华司/垫片測量设备系統测试机器的刚性，包括负荷器和測試的固定裝置在整个測試时是被固定的，并能以自动或手动方式旋转以实施锁紧扭力測試裝置应有能力去承受組合時的挾持力及承面摩擦的扭矩，而不会造成明显的(可被量測)变形或移位仲裁時:锁紧应使用可控制的电动工具与一固定的旋转速度來实施，其結果应由电子的方式记录。其余規定如下表:不同标准对摩擦系数和夹持力的要求12汽车厂商一般都会要求他们的产品要符合某个标准中的摩擦系数规范，测试中也需要对夹持力的值进行设定。具体参照下面两个表格。測試件前處理：進行測試時使用到配

7、合件(測試華司、測試承受板、測試螺帽、測試螺栓、測試螺絲)上所有的油脂、油或其他污染的痕跡應在測試前被去除。可以使用超音波方法和適當的溶劑依據安全的適合程序去除。為防止爭議，去污的程序應在合約時由雙方所同意。不適合測試的零件：因零件的構造或尺寸上之因素不能實施測試時，應使用適當的緊固件以相同的製造生產過程後來進行測試評估。這應在合約時由雙方所同意(通常用M10x1.5x50到60的六角頭螺栓作為替代性螺絲）測試承受板或測試華司可以使用測試板或測試華司作為測試鎖緊承受面