扭矩，预紧力和摩擦力之间有什么关系

预紧螺栓的主要方法之一是在螺栓的头部施加扭矩。这是行业中非常普遍的过程，但是要精确控制它并不容易。

当紧固件在螺纹螺旋上向下旋转时，旋转运动转换为线性运动。这会导致螺栓拉伸，而零件被压缩。但是，只有少量的输入扭矩用于预紧螺栓。大部分用于克服摩擦的阻力作用，该摩擦作用与紧固件的旋转相反。

摩擦力如何影响扭矩和预紧力

摩擦起源于两个接触界面。在旋转零件和夹紧零件之间（通常在螺栓头下方或螺母下方）和螺纹之间。

这意味着转化为预紧力的转矩部分很小。扭矩/拉力测试有助于表征两个接触界面处发生的摩擦系数。扭矩的细分通常显示只有输入扭矩的10％有用。其余部分因摩擦而耗尽。

例如，头部扭矩代表输入扭矩的50％，螺纹扭矩代表40％。因此，扭矩拧紧过程不是很有效。可以通过使用低摩擦润滑剂来增加该部分。使用润滑剂可减少摩擦并降低达到相同预紧力所需的扭矩。

散布及其影响

摩擦系数也高度可变（通常为+/- 20％），这会在过程中造成分散。同样，即使拧紧工具非常精确（例如，对于经过校准的手动扭矩扳手为+/- 1％），施加扭矩的偏差也会在+/- 10％到+/- 50％之间变化。当许多操作员意识到自己的身体位置以及操作工具对所施加的扭矩有多大影响时，他们会感到困惑。

众所周知，所达到的预紧力的分散度为+/- 30％。这意味着最大可能的预紧力可能是最小可能的预紧力的两倍。对于生锈的螺栓或不易卡死的不锈钢紧固件，其散布甚至更高。

幸运的是，可以通过涂抹润滑剂或使用具有规定摩擦系数的螺栓（例如面漆或蜡）来减少散射。