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关于螺栓问题中摩擦系数的取值

日期:2016-03-25    来源:CWPI风电设计研究院

国际新能源网

2016
03/25
11:18
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关键词: 风电技术

1. 螺纹摩擦系数

螺纹摩擦系数根据材料,粗糙度,表面处理和螺旋角决定。螺纹摩擦系数的参考值见下面的表,对于平螺纹,摩擦系数通常更小。

无润滑螺纹(没有专门润滑但是不脱脂)

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润滑螺纹

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2. 螺栓头(螺母)接触摩擦系数

螺栓头部(螺母)的摩擦系数的大小取决于螺母和锁定零件材料,粗糙度,表面处理和润滑剂。下表列出了螺栓(螺母)不同材料的摩擦系数导向值。

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3. 接触面摩擦系数

连接表面的摩擦系数大小取决于连接零件的材料,粗糙度,表面处理和连接表面的脱脂。参考以下导向值

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说明

1. 高强度螺栓常用材料有30CrMoA, 35CrMoA,25CrMoVA,25Cr2MoVA,25Cr2Mo1VA,20Cr1Mo1VNbTiB,40Cr,40CrNi;A193,B7,B7M,B16,L7,L7M,A320,A325等合金钢。

一般20MntiB和35CrMo、42CrMo是比较好的材料,因为Mo和B能增加材料的延展性。国内很多厂家采用35Cr、40Cr生产高强螺栓,虽然性能测试也能达到,但是成品的金相组织在显微镜下天差地别,寿命也可想而知。

普通螺栓常常用普通碳素结构钢来制造。如Q235、Q345。

具体螺栓、螺母以及被夹紧部件材料参见相关图纸或其它技术文件等。

2. 关于润滑条件,主要有以下几个作用:

a. 稳定扭矩系数:设备部件、法兰上装有众多螺栓,为了使得每个螺栓受力接近一致,要求每个螺栓的扭矩系数K值趋近一致,K值不能偏差太大,否则各螺栓受力不均存在安全隐患;

b. 方便装、卸螺栓,不会出现卡死拧不动状况;

c. 润滑油膏覆盖在螺栓及螺纹面起到很好的保护,防锈、防腐蚀作用,比普通情况一般能增加1倍寿命以上。

所以,高强度螺栓一般都会有相应的润滑。例如某机组安装手册中P86提到,“⑷用MoS2润滑所有螺栓的螺纹;Use MoS2 to lubricate thread of all bolts;”。

3. 关于表面处理,主要有以下几种方式:

a. 发黑──高温氧化、常温氧化、热处理发黑,外观为黑色,盐雾试验低于24小时。

b. 电镀──按照需要在工件上镀上金银铜锡镍铬…等金属,外观为所镀金属色,盐雾试验大于24小时。

c. 磷化──磷酸盐化学转化膜,外观为灰色、深灰色(浅黑色)或黑色,盐雾试验大于24小时。

d. 涂装──按照需要在工件上施以涂料(有色涂料、达克罗),外观为银、黑、彩色,盐雾试验大于240小时。

e. 其它──特殊要求,如防松。

对于一些关键部位及一些高强度紧固件,最好不选用发黑或发蓝之类的表面处理方式,它的抗腐蚀能力低是一方面,更主要的是它的装配摩擦系数较高,一般都在0.2以上。

不处理--表面上防锈油--表面氧化发黑--表面镀锌--表面磷化--表面达克罗

其价格和防锈能力从左到右依次提高。一般情况下8.8级以上的螺栓(螺母8级)就不再进行电镀处理了,多采用磷化、达克罗以及热浸铝、热浸锌处理等,防止发生氢脆。

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