發(fā)布時間：2025-11-28
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在螺栓裝配的世界里，我們常常關(guān)注扭矩值——那個在扳手上清晰可見的數(shù)字。工程師嚴格按照標準設(shè)定扭矩，操作工精準地執(zhí)行擰緊。然而，一個隱藏的“掌控者”卻在幕后發(fā)揮著決定性作用，它就是摩擦系數(shù)。
許多人錯誤地認為“擰緊”就是一切，殊不知，高達90%的擰緊扭矩都用于克服摩擦力，只有區(qū)區(qū)10%的扭矩真正轉(zhuǎn)化為我們所需要的預(yù)緊力（夾緊力）。理解摩擦系數(shù)的影響，是邁向高質(zhì)量螺栓裝配的第一步。
擰緊扭矩的“三重消耗”
要理解摩擦系數(shù)，我們首先要明白擰緊扭矩的消耗去向。當我們施加扭矩時，它主要消耗在三個地方：
螺紋摩擦（約40%）： 螺栓螺紋與螺母或螺孔螺紋之間的摩擦。
支撐面摩擦（約50%）： 螺栓頭或螺母下端面與被連接件表面之間的摩擦。
產(chǎn)生預(yù)緊力（約10%）： 最終用于拉伸螺栓，產(chǎn)生夾緊力，將部件緊密連接的部分。
可以看到，摩擦消耗了絕大部分的輸入扭矩。而摩擦系數(shù)，正是衡量這些摩擦力大小的核心參數(shù)
摩擦系數(shù)如何直接影響裝配質(zhì)量？
摩擦系數(shù)的波動，會直接導(dǎo)致預(yù)緊力的巨大分散，從而引發(fā)兩種極端風(fēng)險：
場景一：摩擦系數(shù)過低（過于光滑）
結(jié)果： 在達到目標扭矩時，由于摩擦力太小，用于產(chǎn)生預(yù)緊力的那部分扭矩比例相對變大。
風(fēng)險： 螺栓被過度拉伸，產(chǎn)生過高的預(yù)緊力。輕則導(dǎo)致被連接件壓潰、密封墊片失效，重則直接使螺栓屈服伸長甚至拉斷，造成災(zāi)難性故障。
場景二：摩擦系數(shù)過高（過于粗糙）
結(jié)果： 在達到目標扭矩時，絕大部分扭矩都被摩擦力消耗掉了。
風(fēng)險： 預(yù)緊力不足。這會導(dǎo)致連接點松動、部件相對滑移、接頭分離，在振動載荷下問題會迅速惡化，同樣引發(fā)連接失效。
影響摩擦系數(shù)的關(guān)鍵因素有哪些？
控制摩擦系數(shù)，首先要了解它的影響因素：
l 表面處理與涂層： 鍍鋅、達克羅、磷化、氧化等不同處理方式會顯著改變摩擦系數(shù)。潤滑涂層（如MoS2、PTFE）可以穩(wěn)定并降低摩擦系數(shù)。
l 潤滑狀態(tài)： 是否使用潤滑油、潤滑脂？使用何種類型？潤滑劑的均勻性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。干摩擦、油潤滑和脂潤滑的摩擦系數(shù)差異巨大。
l 材料匹配： 螺栓與被連接件的材料硬度、表面粗糙度之間的相互作用。
l 擰緊速度： 在某些情況下，擰緊速度會影響潤滑劑的分布和摩擦狀態(tài)。
l 重復(fù)擰緊： 同一套螺栓螺母重復(fù)拆裝時，表面狀態(tài)和摩擦系數(shù)會發(fā)生改變。
如何有效管理摩擦系數(shù)，實現(xiàn)可靠裝配？
面對摩擦系數(shù)帶來的挑戰(zhàn)，現(xiàn)代工業(yè)提供了成熟的解決方案：
扭矩-轉(zhuǎn)角法：
這種方法不再單純依賴扭矩。它先施加一個起始扭矩以消除間隙，然后轉(zhuǎn)動一個特定的角度。由于螺栓的伸長量與轉(zhuǎn)角成正比，這種方法能更直接地控制預(yù)緊力，減少摩擦系數(shù)波動的影響。
使用摩擦系數(shù)穩(wěn)定劑：
在裝配時使用指定的潤滑油或潤滑膏，并確保其品牌、型號和用量一致。這能保證批次間摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。
直接測量預(yù)緊力法：
對于關(guān)鍵連接，可以采用更直接的方法，如使用螺栓伸長量測量儀或安裝帶有傳感器的螺栓，直接監(jiān)控預(yù)緊力，完全繞開摩擦系數(shù)的問題。
標準化裝配工藝：
制定嚴格的裝配作業(yè)指導(dǎo)書，明確規(guī)定螺栓/螺母的涂層、潤滑劑、擰緊工具和擰緊工藝，并對操作人員進行專業(yè)培訓(xùn)。
丹尼克爾智能電批憑借其智能控制、智能監(jiān)測以及可靠的性能，為汽車制造以及其他機械裝配行業(yè)提供了高質(zhì)量的擰緊解決方案，助力企業(yè)不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，滿足市場對高品質(zhì)產(chǎn)品的需求。
