· 计算例
用于螺栓连接时的紧固轴力和疲劳极限*1
· 紧固螺栓时的正确紧固轴力计算，在扭矩法中，应处于最高不超过标准屈服强度70%的弹性范围内
· 重复载荷引起的螺栓疲劳强度不能超过容许值
· 螺栓及螺母的座面不能陷入被紧固物表面
· 紧固时不能损坏被紧固物体
紧固轴力和紧固扭矩的计算
紧固轴力Ff的关系如公式（1）所示。 | k：扭矩系数 d：螺栓的公称直径［cm］ Q：紧固系数 σy：耐力（强度等级为12.9时，1098N/mm2{112kgf/mm2}） As：螺栓的有效截面积［mm2］ |
计算例
求使用M6内六角螺栓（强度等级12.9）*2，在有润滑油的状态下将软钢与软钢紧固时的紧固扭矩和轴力。
· 根据公式（2）计算紧固扭矩
TfA＝0.35k（1＋1/Q）σy・As・d
＝0.35・0.175（1＋1/1.4））1098・20.1・0.6
＝1390［N・cm］{142［kgf・cm］}
· 根据公式（1）计算轴力Ff
Ff ＝0.7×σy×As
＝0.7×1098×20.1
＝15449{［N］1576［kgf］}
根据螺栓表面处理、被紧固物体以及内螺纹材质组合计算出的扭矩系数
螺栓表面处理润滑 | 扭矩系数k | 组合 | | |
钢螺栓 黑色氧化皮膜 油润滑 | 0.145 | SCM−FC FC−FC SUS−FC | ||
0.155 | S10C−FC SCM−S10C SCM−SCM FC−S10C FC−SCM | |||
0.165 | SCM−SUS FC−SUS AL−FC SUS−S10C SUS−SCM SUS−SUS | |||
0.175 | S10C−S10C S10C−SCM S10C−SUS AL−S10C AL−SCM | |||
0.185 | SCM−AL FC−AL AL−SUS | |||
0.195 | S10C−AL SUS−AL | |||
0.215 | AL−AL | |||
钢螺栓 黑色氧化皮膜 无润滑 | 0.25 | S10C−FC SCM−FC FC−FC | ||
0.35 | S10C−SCM SCM−SCM FC−S10C FC−SCM AL−FC | |||
0.45 | S10C−S10C SCM−S10C AL−S10C AL−SCM | |||
0.55 | SCM−AL FC−AL AL−AL | |||
S10C：非调质软钢 SCM：调质钢（35HRC） FC：铸铁（FC200） AL：铝合金 SUS：不锈钢（SUS304） |
紧固系数Q的标准值
紧固系数 | 紧固方法 | 表面状态 | 润滑状态 | |
螺栓 | 螺母 | |||
1.25 | 扭矩扳手 | 磷酸锰 | 无处理或磷酸盐 | 油润滑或MoS2脂 |
1.4 | 扭矩扳手 | 无处理或磷酸盐 | ||
定扭矩扳手 | ||||
1.6 | 冲击扳手 | |||
1.8 | 扭矩扳手 | 无处理或磷酸盐 | 无处理 | 无润滑 |
定扭矩扳手 | ||||
强度等级的标注方法
初期紧固力和紧固扭矩*2
螺纹公称 | 有效 | 强度等级 | |||||
12.9 | 10.9 | ||||||
屈服载荷 | 初期紧固力 | 紧固扭矩 | 屈服载荷 | 初期紧固力 | 紧固扭矩 | ||
M3×0.5 | 5.03 | 5517{563} | 3861{394} | 167{17} | 4724{482} | 3312{338} | 147{15} |
M4×0.7 | 8.78 | 9633{983} | 6742{688} | 392{40} | 8252{842} | 5772{589} | 333{34} |
M5×0.8 | 14.2 | 15582{1590} | 10907{1113} | 794{81} | 13348{1362} | 9339{953} | 676{69} |
M6×1 | 20.1 | 22060{2251} | 15445{1576} | 1352{138} | 18894{1928} | 13220{1349} | 1156{118} |
M8×1.25 | 36.6 | 40170{4099} | 28116{2869} | 3273{334} | 34398{3510} | 24079{2457} | 2803{286} |
M10×1.5 | 58 | 63661{6496} | 44561{4547} | 6497{663} | 54508{5562} | 38161{3894} | 5557{567} |
M12×1.75 | 84.3 | 92532{9442} | 64768{6609} | 11368{1160} | 79223{8084} | 55458{5659} | 9702{990} |
M14×2 | 115 | 126224{12880} | 88357{9016} | 18032{1840} | 108084{11029} | 75656{7720} | 15484{1580} |
M16×2 | 157 | 172323{17584} | 120628{12309} | 28126{2870} | 147549{15056} | 103282{10539} | 24108{2460} |
M18×2.5 | 192 | 210739{21504} | 147519{15053} | 38710{3950} | 180447{18413} | 126312{12889} | 33124{3380} |
M20×2.5 | 245 | 268912{27440} | 188238{19208} | 54880{5600} | 230261{23496} | 161181{16447} | 46942{4790} |
M22×2.5 | 303 | 332573{33936} | 232799{23755} | 74676{7620} | 284768{29058} | 199332{20340} | 63896{6520} |
M24×3 | 353 | 387453{39536} | 271215{27675} | 94864{9680} | 331759{33853} | 232231{23697} | 81242{8290} |
螺纹公称 | 有效 | 强度等级 | ||
8.8 | ||||
屈服载荷 | 初期紧固力 | 紧固扭矩 | ||
M3×0.5 | 5.03 | 3214{328} | 2254{230} | 98{10} |
M4×0.7 | 8.78 | 5615{573} | 3930{401} | 225{23} |
M5×0.8 | 14.2 | 9085{927} | 6360{649} | 461{47} |
M6×1 | 20.1 | 12867{1313} | 9006{919} | 784{80} |
M8×1.25 | 36.6 | 23422{2390} | 16395{1673} | 1911{195} |
M10×1.5 | 58 | 37113{3787} | 25980{2651} | 3783{386} |
M12×1.75 | 84.3 | 53949{5505} | 37759{3853} | 6605{674} |
M14×2 | 115 | 73598{7510} | 51519{5257} | 10486{1070} |
M16×2 | 157 | 100470{10252} | 70325{7176} | 16366{1670} |
M18×2.5 | 192 | 126636{12922} | 88641{9045} | 23226{2370} |
M20×2.5 | 245 | 161592{16489} | 113112{11542} | 32928{3360} |
M22×2.5 | 303 | 199842{20392} | 139885{14274} | 44884{4580} |
M24×3 | 353 | 232819{23757} | 162974{16630} | 57036{5820} |
注释
*1 螺栓的紧固方法包括扭矩法、扭矩斜率法、转角法、拉伸测量法等，由于扭矩法最为简便，所以得到广泛运用。
*2 紧固条件：使用扭矩扳手（表面油润滑 扭矩系数k＝0.17 紧固系数Q＝1.4）扭矩系数会因使用条件而改变，本表仅供参考。
本表出自极东制作所株式会社的产品手册。
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