连接副扭矩系数是一个敏感的参数,除对连接副自身质量要求较高外,对检测环境、设备和方法等的要求也较为苛刻,钢结构设计网,任一条件稍有变化,对检测数据就会产生影响。

  初步分析认为:影响因素可分为连接副自身质量及检测过程两方面。连接副自身质量方面的影响因素即连接副的表面状况,如连接副表面是否锈蚀、是否存在油污等。检测过程方面的影响因素有检测环境、检测仪器精度、检测过程是否严格遵照标准要求、检测过程中对细节方面的注意程度等。

  针对不同影响因素笔者进行了分组对比试验,试验使用的高强度螺栓规格为M24mm×110mm,10.9S,螺母10H,垫圈硬度为35~45HRC。

  连接副自身质量对扭矩系数的影响

  螺栓及螺母、垫圈表面状况对扭矩系数有较大影响。螺栓出厂后,在运输过程中会产生碰撞,可能对螺纹造成损伤,影响扭矩系数。螺母、垫圈表面是否有油污、是否存在氧化皮等也会对扭矩系数产生影响。同时,连接副是否锈蚀也会影响到检测结果。

  1 螺纹完好状况对扭矩系数的影响

  分别取两组各八套连接副,对其中一组螺栓的螺纹进行轻微破坏。测得两组连接副的扭矩系数见表1,通过比较可知螺纹被破坏后连接副的扭矩系数增大且较为离散。分析认为,螺栓螺纹被破坏后会影响螺母施拧。在施加同等大小预拉力的情况下,所需施拧的扭矩会增大,故最终计算得出的扭矩系数相应增大。针对该种情况,要求高强度螺栓连接副在运输及装卸过程中需多加注意,尽量避免螺栓被碰撞而导致螺纹损伤。若螺纹损伤严重,更会使螺母因无法锁紧而导致连接副失效。

  2 连接副表面状况对扭矩系数的影响

  在制造过程中,螺栓一般进行皂化处理,或进行发黑处理后浸泡防锈油。螺母和垫圈一般进行磷化处理后进一步采取措施进行润滑处理。因此连接副

  表面状况对扭矩系数的影响可分为以下三种情况:

  (1)连接副出厂时,螺栓表面一般涂有防锈油,故螺母和垫圈出厂时均需单独包装,以免与螺栓混装而造成磷化处理表面被油污。但在连接副检测送样过程中,该细节常被忽视。分别取两组各八套连接副,其中一组的螺母、垫圈与螺栓混装,使得螺母、垫片被螺栓上的防锈油污染,另一组分开包装。测得两组连接副的扭矩系数如表2所示,比较可知螺母、垫圈被油污染后连接副的扭矩系数增大。分析认为,螺母、垫圈被防锈油污染后,使经过磷化处理的表面被破坏,支承面摩擦因数增大,从而导致连接副的扭矩系数增大。

  (2)螺母和垫圈支承面表面摩擦因数的大小直接关系到连接副扭矩系数的大小及标准偏差的离散度。支承面表面若发生锈蚀,会造成支承面摩擦因数增大,从而导致连接副扭矩系数增大。