如何确定螺丝安装扭矩？

螺丝安装扭矩的确定是一个系统性的工程决策过程，核心目标是在螺栓中产生一个适当、稳定且可靠的预紧力（夹紧力），以确保连接件在工作载荷下不松动、不泄漏、不疲劳失效。

1、理论计算法（最根本的方法）

基于扭矩-预紧力公式：
       T = K * d * F

T： 目标安装扭矩

K： 扭矩系数（最关键且多变的参数，通常为0.1~0.3）

d： 螺栓公称直径（如M10的d=10mm）

F： 所需目标预紧力

如何确定F（预紧力）？

根据连接面的功能要求（如密封性、抗分离性）和螺栓的材料屈服强度来计算。通常，目标预紧力设定为螺栓材料屈服强度下限的70%-90%（对于高要求连接），或更低（对于一般连接），以确保安全余量。

如何确定K（扭矩系数）？

K值综合反映了螺纹副和支撑面的摩擦情况，受润滑、涂层、表面粗糙度影响极大。

精确确定K值需要通过试验测量（在特定条件下，测量扭矩和产生的螺栓轴向力，反推K值）。设计初期可参考经验值或供应商数据。

2、查表法（最常用、最实用的方法）

工程上最普遍的做法是直接查阅权威标准（如ISO、DIN、GB、JIS）、机械设计手册或螺栓/工具供应商提供的扭矩推荐表。

这些表格已经综合考虑了螺栓的强度等级（如4.8、8.8、10.9、12.9）、直径、材质以及常见的摩擦条件（如无润滑、涂油等），并内置了安全系数。

注意：使用查表法时，必须确保你的应用条件（特别是润滑状态）与表格的假设条件一致。

3、试验验证法（对关键连接至关重要）

对于发动机、航空航天、动力总成等安全关键连接，必须通过实物试验来最终确定和验证安装扭矩。

方法：使用螺栓轴向力传感器或超声波预紧力测量仪，在样件上反复测试，找到能稳定产生目标预紧力的扭矩范围。

这种方法可以直接校准摩擦散差的影响，得到最可靠的工艺参数。

1、螺栓本身因素

强度等级：等级越高（如12.9 vs 8.8），可承受的安装扭矩越大，以产生更大的预紧力。

直径与螺距：直径是扭矩公式的直接乘数，影响最大。细牙螺纹在相同扭矩下可产生稍大的预紧力（因摩擦略有不同）。

表面处理与涂层：镀锌、达克罗、磷化等涂层会显著改变摩擦系数，从而极大影响扭矩系数K。

2、摩擦状态（影响扭矩系数K的最主要因素）

润滑剂：是否润滑、使用何种润滑剂（机油、二硫化钼、专用螺纹脂）对K值影响极其巨大。有润滑时的扭矩可能仅为干态时的50%-70%。

表面粗糙度：螺纹和支撑面越光滑，摩擦越小，相同扭矩下产生的预紧力越大。

3、被连接件因素

材料与硬度：软材料（如铝、塑料）需要小心，过大的扭矩会导致螺纹脱扣或连接件变形。可能需要使用扭矩较低的等级或增加垫圈。

夹紧长度：夹紧长度过短会影响连接的柔韧性，在动态载荷下容易松动，可能需要更高的预紧力。

4、工况与环境因素

载荷类型：承受动载荷、交变载荷或剪切力的螺栓，需要更高的预紧力来防止微动和松动。

温度：高温或低温会改变材料的性能和摩擦系数，可能需要调整扭矩或使用特殊材料。

腐蚀环境：可能需要更高的初始预紧力以补偿未来可能的预紧力损失。

5、装配方法与工具

拧紧策略：是采用扭矩法（控制扭矩）、扭矩-转角法（控制转角，更精确）、还是屈服点法（利用材料屈服）？后两者能更直接地控制预紧力，减少摩擦影响。

工具精度：气动工具、手动扭矩扳手、电动伺服拧紧轴的精度和重复性不同。

拧紧速度：速度过高可能导致测量不准或温度升高影响摩擦。