螺丝的扭矩怎么样计算

螺丝扭矩的计算需综合考虑螺纹规格、材料强度、摩擦系数及应用场景，其主要公式为：
T = K × d × F
其中：

• T：拧紧扭矩（N·m）

• K：扭矩系数（典型值0.15~0.2，受螺纹摩擦、支撑面摩擦及润滑条件影响）

• d：螺丝公称直径（m）

• F：轴向预紧力（N）

一、轴向预紧力（F）的确定

预紧力是扭矩计算的关键参数，通常通过螺栓材料屈服强度（σₛ）和应力截面积（A₀）计算：

1. 碳钢螺栓：F = (0.6~0.7) × σₛ × A₀

2. 合金钢螺栓：F = (0.5~0.6) × σₛ × A₀

• 应力截面积（A₀）：A₀ = π/4 × [(d₂ + d₃)/2]²，其中d₂为螺纹中径，d₃为螺纹小径。

• 示例：M10碳钢螺栓（σₛ=640MPa），A₀≈58mm²，则F≈(0.6×640×58)/1000≈22.3kN。

二、扭矩系数（K）的影响因素

扭矩系数K反映了摩擦对扭矩的消耗，其分配规律为：

• 10%：产生预紧力

• 40%：克服螺纹摩擦

• 50%：克服支撑面摩擦

K值范围：

• 干摩擦（μ=0.15）：K≈0.15~0.2

• 润滑后：K可降低20%~40%（如μ=0.1时，K≈0.12~0.15）

• 国标GB/T 1231：规定高强螺栓K=0.11~0.15（摩擦系数μ=0.35~0.45）

三、工程计算步骤

以M10-10.9级碳钢螺栓为例，计算其拧紧扭矩：

1. 确定预紧力：

• σₛ=900MPa（10.9级螺栓屈服强度），A₀≈58mm²

• F = 0.6 × 900 × 58 / 1000 ≈ 31.3kN

2. 选择扭矩系数：

• 干摩擦条件下，取K=0.18

3. 计算扭矩：

• T = 0.18 × 0.01m × 31,300N ≈ 56.3N·m

• 对比标准值：工程中M10-10.9级螺栓推荐扭矩为60~95N·m，计算值位于合理区间。

四、不同规格螺栓的扭矩参考值

五、扭矩控制方法与精度提升

1. 扭矩控制法：

• 直接通过扭矩扳手控制，但预紧力误差达±25%（因摩擦系数波动）。

2. 扭矩-转角控制法：

• 先拧至初始扭矩（如40%~60%目标扭矩），再转指定角度，预紧力误差降至±15%。

3. 螺栓伸长量控制法：

• 通过测量螺栓伸长量（如超声波测量）排除摩擦影响，精度很高（误差±5%以内）。

六、锦瑞公司的专业支持

锦瑞公司成立于1997年，专注于精良紧固件生产，产品覆盖GB、DIN、ASTM、ISO、JIS等多国标准，并提供非标定制服务。我们通过以下方式确保扭矩控制的准确性：

• 独自研发中心：配备先进检测设备，优化扭矩系数K值。

• 材料科学应用：根据应用场景推荐合金钢或碳钢螺栓，匹配很棒预紧力范围。

• 全球认证保障：通过ISO9001、IATF16949认证，产品由PICC承保全球责任险。

联系人：王经理
联系电话：15900845109

锦瑞公司以“质量为本、科技兴企、用户至上”为宗旨，为客户提供从选型设计到售后维护的全流程支持，助力实现高效、可靠的机械连接。