螺盛盾| 谈摩擦系数对紧固件螺纹连接装配的影响

当前对螺纹连接设计时，因国标、行标均未对螺纹紧固件的摩擦性能做具体要求，通常采用的方法是依据经验公式、经验数据计算扭紧力扭，当螺纹紧固件与被连接件的表面状态发生变化时，会引起轴向预紧力过大或过小，导致螺纹连接出现断裂、松动等质量问题。

螺纹连接紧固过程中所需要的总扭矩力扭为克服螺纹螺旋副之间的摩擦所需要的扭紧力扭与克服支承面摩擦的扭紧力扭之和。

螺纹连接中，随着螺纹摩擦系数和支承面摩擦系数增大，轴向预紧力明显减小，当螺纹摩擦系数大于0.35、支承面摩擦系数大于0.3时，轴向预紧力降低趋于稳定。

因此，实际生产中必须将螺纹紧固件的摩擦系数控制在一定范围内，以防止轴向预紧力过大或过小，避免因螺栓断裂、松动等质量问题导致螺纹连接功能失效。

当扭紧力矩设计为90N•m，经计算当摩擦系数μf=μs=0.08时，轴向预紧力=65.50KN；当摩擦系数μf=μs=0.16，轴向预紧力=36.38KN。由此可见，当摩擦系数由0.08增加至0.16时，轴向预紧力平均下降值29.12kN，降幅为44.46%。

由此可见，当摩擦系数发生变化时，将会引起轴向预紧力数值出现大范围波动，影响螺纹连接防松性能和可靠性，导致螺纹连接无法实现其设计功能。

螺纹紧固件摩擦系数分螺纹摩擦系数和支承面摩擦系数，主要取决于紧固件螺件制造工艺和实际应用时装配工艺。经长期工作实证明，确认摩擦系数与下列因素密切相关。
1、螺纹精度。由螺纹公差带和旋合长度组成，螺纹精度是螺纹加工质量的综合体现，同等条件下螺纹精度越高，摩擦系数越小。

2、紧固件表面粗糙度。包括螺纹表面粗糙度和支承面表面粗糙度，与紧固件生产中的冷镦作业工艺参数、螺纹制造工艺有直接关系。

3、紧固件表面处理工艺。包括磷化、电镀和锌铝涂层。受表面处理层材料类型、局部厚度、转化工艺等因素影响，不同表面处理工艺得到的紧固件摩擦系数相差较大。