您在擰螺絲時(shí)是否遇到過這種情況:電動(dòng)工具顯示扭矩0.4N·m,擰完后用扭矩扳手一測(cè)卻只有0.35N·m?為什么兩者不一樣?這個(gè)差異背后,隱藏著確保螺栓連接安全可靠的核心知識(shí)——?jiǎng)討B(tài)扭矩與靜態(tài)扭矩。本文將帶您深入解析這對(duì)關(guān)鍵概念,并探討在扭矩轉(zhuǎn)角法及軟連接等復(fù)雜場(chǎng)景下的應(yīng)用與考量。
開篇提到的問題,正是動(dòng)態(tài)扭矩與靜態(tài)扭矩最直觀的體現(xiàn)。
動(dòng)態(tài)扭矩:指工具在擰緊過程中,螺栓正在旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量到的扭矩值(如例子中的0.4N·m)。它就像是賽跑運(yùn)動(dòng)員在沖刺過程中的瞬時(shí)速度。

靜態(tài)扭矩:指螺栓擰緊完成后,在靜止?fàn)顟B(tài)下,使其再次開始轉(zhuǎn)動(dòng)(通常朝松開方向)所需的最小扭矩值(如例子中的0.35N·m)。這好比去推動(dòng)一個(gè)靜止的箱子,需要更大的力才能讓它動(dòng)起來。

通常情況下,由于需要克服的靜摩擦力大于動(dòng)摩擦力,靜態(tài)扭矩會(huì)略高于動(dòng)態(tài)扭矩。但在軟連接 中,由于材料蠕變、嵌入等因素,會(huì)發(fā)生扭矩衰減,導(dǎo)致靜態(tài)扭矩低于動(dòng)態(tài)扭矩。這個(gè)“不一樣”正是質(zhì)量監(jiān)控需要關(guān)注的重點(diǎn)。
1. 扭矩轉(zhuǎn)角法還需要靜態(tài)扭矩檢查嗎?
這是一個(gè)非常專業(yè)的問題。答案是:通常情況下,靜態(tài)扭矩檢查的意義減弱,甚至不推薦。
原因:扭矩轉(zhuǎn)角法主要通過將螺栓在彈性區(qū)甚至塑性區(qū)(過屈服點(diǎn))充分拉伸,利用轉(zhuǎn)角來直接控制螺栓的伸長(zhǎng)量,從而獲得更精確、更穩(wěn)定的夾緊力。這種方法巧妙地繞過了摩擦力的主要影響。
特別是不推薦對(duì)過屈服點(diǎn)擰緊進(jìn)行靜態(tài)扭矩檢測(cè),因?yàn)槁菟ㄒ呀?jīng)發(fā)生了塑性變形,材料性能已改變,再次轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量可能會(huì)進(jìn)一步損害連接性能。此時(shí),監(jiān)控?cái)Q緊過程中的動(dòng)態(tài)扭矩和轉(zhuǎn)角曲線本身,比事后的靜態(tài)扭矩檢測(cè)更有意義。
2. 軟連接中的扭矩衰減,多少算合理?
在塑料件、復(fù)合材料或帶有墊片的連接中(即“軟連接”),扭矩衰減是無法避免的。關(guān)鍵在于控制衰減在合理范圍內(nèi)。
根據(jù)權(quán)威的VDI 2230標(biāo)準(zhǔn),動(dòng)態(tài)扭矩與靜態(tài)扭矩的比值范圍通常在0.85-1.3之間。而具體的合理衰減范圍,則取決于螺栓的安全等級(jí)和工件材料:
對(duì)于金屬件:考慮到扭矩公差和嵌入損失,高安全等級(jí)的AB類連接允許扭矩衰減約20%,C類允許30%。
對(duì)于塑料件:由于材料更具彈性,B/C類連接允許的扭矩衰減范圍可以更大,甚至達(dá)到50%。
這個(gè)允許的衰減范圍,本質(zhì)上體現(xiàn)了產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段對(duì)性能的把控——即使發(fā)生預(yù)期的扭矩衰減,剩余的夾緊力依然能滿足使用需求。
總而言之,動(dòng)態(tài)扭矩與靜態(tài)扭矩是螺栓擰緊技術(shù)中一體兩面、相輔相成的概念。