在機(jī)械裝配、汽車維修我們常會聽到一句老話:“把螺栓擰緊后,再往回退半圈。” 這個操作聽起來似乎有違直覺——明明已經(jīng)費(fèi)勁擰緊了,為什么還要故意松開一點(diǎn)?這究竟是代代相傳的“經(jīng)驗(yàn)玄學(xué)”,還是有其堅(jiān)實(shí)的科學(xué)道理?
要理解“退回半圈”的操作,首先需要了解螺栓連接的力學(xué)特性。螺栓在擰緊過程中并非簡單的剛性體,它和連接件都會發(fā)生彈性變形。
預(yù)緊力與彈性伸長:當(dāng)您擰緊螺栓時,螺栓本身會受到拉力而輕微伸長,就像一根被拉長的彈簧。這個力被稱為“預(yù)緊力”,它是保證連接可靠、防止松動和分離的關(guān)鍵。同時,被夾緊的工件(如法蘭盤、支架等)也會被壓縮。
屈服點(diǎn)與摩擦力的干擾:在擰緊過程中,巨大的摩擦力(包括螺紋副間的摩擦和螺栓頭與被連接件表面的摩擦)會消耗大量的扭矩。有時,當(dāng)您感覺扭矩已經(jīng)達(dá)到規(guī)定值(手感變重)時,螺栓實(shí)際獲得的預(yù)緊力可能并未達(dá)到最佳值,部分扭矩被摩擦力“吃掉”了。
“退回”操作的目的:
釋放內(nèi)應(yīng)力:退回半圈的操作,其主要目的就是釋放螺栓和連接件內(nèi)部因摩擦和不均勻受力產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和彈性變形。這半圈的回轉(zhuǎn),允許整個系統(tǒng)(螺栓、螺母、被連接件)在一個新的、更自然的彈性狀態(tài)下重新達(dá)到平衡。
重新分配載荷:通過退回再輕微重新擰緊(有時會緊接著再稍微擰緊一點(diǎn),但并非總是必要),可以讓預(yù)緊力的分布更加均勻,避免局部應(yīng)力過高,從而使連接更穩(wěn)定、更可靠。
哪些應(yīng)用情況下會進(jìn)行這種“退回半圈”的操作呢?
塑性域螺栓:一些現(xiàn)代高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)為在擰緊時會被拉伸到略微超過其屈服點(diǎn)(即進(jìn)入塑性變形區(qū))。對于這類螺栓,退回一定角度的操作是標(biāo)準(zhǔn)流程的一部分,目的是為了消除扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,讓軸向預(yù)緊力更加精確和穩(wěn)定。
軟質(zhì)或復(fù)合材料:當(dāng)被連接的材料較軟(如鋁合金、塑料、某些復(fù)合材料或帶有軟質(zhì)墊片時),它們在受壓時會發(fā)生明顯的蠕變或塑性變形。擰緊后停留一段時間再退回一點(diǎn),可以補(bǔ)償因材料蠕變造成的預(yù)緊力下降,使連接保持穩(wěn)定。
因此,“退回半圈”是一個有特定適用場景的經(jīng)驗(yàn)方法,而非普遍真理。
丹尼克爾的智能電批可提提供多種擰緊策略,能夠精確控制螺栓的擰緊扭矩和角度;擰緊過程中,可對斜率/扭矩/角度/步驟等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及異常監(jiān)控,擰緊曲線動態(tài)顯示,及時發(fā)現(xiàn)浮高滑牙等問題;同時還具備數(shù)據(jù)記錄與存儲功能,便于后期追溯每顆螺釘?shù)臄Q緊狀態(tài),為裝配質(zhì)量管控提供了有力的數(shù)據(jù)支持。
