為了高質量的完成裝配過程，一方面需要高精度的擰緊工具，合理的裝配工藝；另一方面還需要連接副穩定的扭矩系數，

然而，螺栓在緊固過程中所出現的各種問題，仍然影響着緊固的質量。

今天，螺絲君用扭矩法安裝，研究擰緊轉速對扭矩，扭矩系數的影響，加之轉速導緻的粘滑現象，并根據實驗結果，控制擰緊速度的必要性。

1 理論分析

1.1 擰緊速度對扭矩的影響

Er：轉動動量

J： 轉動慣量

w：角速度

m：質量

r： 轉軸半徑

由能量公式可知：質量，轉軸半徑，轉速，是轉動動量的原因。

如果同一把電槍，轉速增大，轉動動量就會增大，停槍的時間就會增加，轉過的角度就會增加，扭矩進而增大。

1.2 擰緊速度對扭矩系數的影響

螺栓與擰緊過程中，螺栓表面與對手件表面摩擦，導緻接觸表面的磨損，摩擦産生溫度的升高，在擰緊速度低時，隻是圖層表面的磨損産生的壓痕，這時接觸表面的溫度很低，不易生成氧化膜，摩擦系數較大；

在高速度擰緊時，接觸表面會産生大量的熱量，引發氧化膜的生成，導緻摩擦系數較低。

關于轉速導緻摩擦系數的變化，張和平一文中也有介紹。

1.3 斜率（扭矩v轉角）與扭矩系數

螺栓在擰緊過程，轉角的大小一方面是由螺栓的伸長與對手件的壓縮共同決定的，在一定的軸力下，扭矩大小是扭矩系數決定的，可知斜率與扭矩系數有一定關系：

P：螺距

D：螺紋外徑

Z：連接副剛度

K：扭矩系數

以上公式可知：扭矩系數越大，斜率越大，這為下文評估摩擦系數的大小，做理論基礎。

2 實驗測試

2.1 實驗信息

2.2 實驗安裝圖及零件圖

圖 1 實驗安裝圖

設備為：MC950 瞬時記錄分析儀

設備由：上海泛華緊固系統有限公司 提供

圖 2 實驗樣品

此實驗中，電槍隻做驅動設備，統計數據的是加載的160Nm扭矩傳感設備。

2.3 實驗要求

螺栓定扭，安裝在50Nm和80Nm，

共分 7 組：

1-5 組，安裝在80Nm；

6-7 組，安裝在50Nm，

每組樣品數量 5pcs，

轉速設置：15rpm, 30rpm, 50rpm, 100rpm, 200rpm。

3 實驗結果與分析

3.1 實驗曲線圖

圖 3

定扭80Nm，轉速15rpm

圖 4

定扭80Nm，轉速30rpm

圖 5

定扭80Nm，轉速50rpm

圖 6

定扭80Nm，轉速100rpm

圖 7

定扭80Nm，轉速200rpm

圖 8

定扭50Nm，轉速15rpm

圖 9

定扭50Nm，轉速100rpm

3.2 實驗數據

3.3 實驗分析

将實驗數據，做成直方圖，如下：

圖 10

定扭80Nm，最終扭矩

圖 11

定扭80Nm，曲線斜率

圖 12

定扭50Nm，最終扭矩

圖 13

定扭50Nm，曲線斜率

從以上結果分析，随着擰緊速度的增加，最終扭矩增加，斜率減小，

從公式 3，扭矩系數與曲線的斜率成正比關系，随着擰緊速度的增加，扭矩系數是減小的。

從圖 4-圖 7 看出，曲線有粘滑現象，轉速在200rpm，五顆螺栓都發生了粘滑，表明：高轉速、高扭矩，會加速粘滑的産生。

4 實驗結論

結論如下：

01擰緊速度對擰緊結果有影響，随着擰緊速度的增加，扭矩整體增加。

02擰緊速度對扭矩系數有影響，随着擰緊速度的增加，扭矩系數整體減小。

03高轉速，高扭矩會加速粘滑現象的産生。

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