阿特拉斯·科普柯工业技术

螺纹连接的摩擦系数

课程摘要

• 从上几节课程我们了解了夹紧力和扭力、摩擦系数之间的关系及各自的测量方法，在本节「拧紧微课堂」中，我们将为您简要介绍紧固件摩擦系数的测定以及在拧紧装配中的重要性。

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夹紧力和摩擦力的关系

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0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

螺栓头下摩擦 螺纹副中摩擦 夹紧力

通常的情况

螺栓头下涂油或增加特氟龙垫圈

螺纹副有杂质或螺纹受损

摩擦系数的测定

• 这三颗螺栓在相同目标扭矩下, 哪个得到的夹紧力更大?

• 为什么?

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表面处理 润滑 图示

磷化 轻微涂油

磷化 干燥无油

锌铝涂层（达克罗）

干燥无油

摩擦系数的测定

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表面处理 润滑 图示 30Nm时夹紧力 总摩擦系数

磷化 轻微涂油 15.9 kN 0.174

磷化 干燥无油 14 kN 0.208

锌铝涂层（达克罗） 干燥无油 26.5 kN 0.095

影响摩擦系数的常规因素

• 润滑状态

• 拧紧速度

• 粗糙度

• 温度

• 尺寸

• 涂层（工艺、成分及厚度等）

• 表面处理

• 材料的配合

• 表面压力

• 测量

• 平行度

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高、低摩擦系数的优劣势

• 摩擦系数低

‒ 优势：轻量化、低成本

‒ 劣势：摩擦系数过低，尤其是高温应用下，有自松风险

• 摩擦系数高

‒ 优势：自锁效果好

‒ 劣势：扭矩效率低、可能出现粘滑效应（尖叫拧紧）、需要更大的螺栓，不利于轻量化、高成本

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摩擦系数 螺栓 重量

0.25~0.5 M16 x 50 x 1.5 98g

0.17 M14 x 50 x 1.5 69g

0.09 M12 x 50 x 1.25 50g

相同夹紧力下，低摩擦螺栓利用率相对较高，尺寸较小

如何调整摩擦系数

• 通过添加不同的润滑剂，可以实现对摩擦系数的调整，其应用方式可分为：

‒ 单独使用润滑剂

‒ 将润滑剂添加到封闭剂中组合使用

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摩擦系数范围：0.20 – 0.25

多次拧紧稳定性低

存在粘滑

摩擦系数范围：0.12 – 0.18

多次拧紧稳定性好