中华人民共和国轻工行业标准 QB/T4297-2012 缝纫机紧固件锁紧力试验方法 1范围 本标准规定了缝纫机紧固螺钉和相关零件螺纹连接的术语及符号、基本要求、主要关系 式以及锁紧力的试验原理和方法。 本标准适用于缝纫机专用紧固螺栓、螺钉和螺母。 本标准不适用于带弹簧垫圈、弹性垫圈的螺纹连接和使用。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本 适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T5277-1985紧固件螺栓和螺钉通孔 GB/T6170-20001型六角螺母 GB/T6175-2000 2型六角螺母 QB/T4175-2011 缝纫机专用紧固螺栓、螺钉通用技术条件 3术语和符号 下列术语和符号适用于本文件。 3.1术语 3.1. 1 锁紧力lockingforce 紧固时作用在螺钉杆部的轴向拉力或作用在被连接零件上的轴向压力。 3. 1. 2 屈服锁紧力 Jyieldlockingforce 紧固时螺钉在综合应力下发生屈服的锁紧力。 3.1. 3 极限锁紧力 Jultimatelockingforce 紧固时螺钉发生断裂的锁紧力。 3. 1. 4 紧固扭矩tighteningtorque 为达到锁紧力，紧固螺钉或螺母所需要的力矩。 3. 1. 5 屈服紧固扭矩yieldtighteningtorque 在获得屈服锁紧力时的扭矩。 3.1.6 螺纹扭矩threadtorque 紧固扭矩的一部分，指作用在外螺纹侧面与内螺纹侧面之间的摩擦力形成的扭矩。 3. 1.7 支承表面的摩擦扭矩 bearing surface friction torque 紧固扭矩的一部分，指螺钉支承面与被连接零件表面之间摩擦力产生的扭矩。 3. 1. 8 极限紧固扭矩 ultimate tightening torque 在获得极限锁紧力时的扭矩。 3. 2 符号 符号及含义见表1。 表1符号及含义 符号 含义 d 螺纹名义直径 dz 螺纹基本中径 d4 测试夹具的孔径 dh 垫片或支承零件间隙孔的直径 D. 在螺钉头部底下的支承表面的摩擦直径 D. 支承面外径 D, 垫片平面区域的直径 F 锁紧力 F. 按照（缝纫机专用紧固螺钉通用技术条件）中相关的保证载荷 Fu 极限锁紧力 F, 屈服锁紧力 h 标准垫片或实用垫片的厚度 K 扭矩系数K=T/（Fd) Le 夹紧长度 Lt 支承面间全部螺纹的长度 P 螺纹螺距 T 紧固扭矩 T. 支承面摩擦扭矩 Te 螺纹扭矩 T. 极限紧固扭矩 T, 屈服紧固扭矩 旋转角 ub 螺钉头部下支承面之间的摩擦系数 ". 螺纹之间的摩擦系数 μ tat 总摩擦系数 4 试验原理 概述 紧固扭矩稳定地作用在螺钉和相关零件装配过程中以产生锁紧力，测量和确定一个或更 多的紧固特性。其可以包括扭矩系数、总的摩擦系数、螺纹之间的摩擦系数、支承表面之间 的摩擦系数、屈服锁紧力、屈服紧固扭矩、旋转角度和极限锁紧力，在弹性变形的范围，扭 矩和锁紧力之间是线性关系。 4.2摩擦系数的确定 在大多数摩擦条件下摩擦系数的不同取决摩擦副材质，摩擦系数是一个无量纲的数，从 测得的物理特性计算得到，它取决于接触表面和儿何形状。在相同的摩擦条件下，确定的摩 擦系数能用来计算紧固件所有尺寸范围内的扭矩/锁紧力计算。 4.3扭矩系数K的确定 如果扭矩系数确定的话，测量是简单的，它可以通过公式（1）来计算。在这种情况下， 有一个参考尺寸d。这意味着对于一个尺寸来说K因素的有效值是有限制的。为了确定扭矩系 数就必须测量锁紧力F和紧固扭矩T。扭矩系数K仅用于相同的摩擦条件下，相同尺寸d和相同 儿何比例的扭矩和锁紧力计算。 T = (1) Fxd 4.4比例T/F的确定 大多数最简单的也是有限的方法是测量纯的扭矩和锁紧力关系。T/F之比仅用于非常特 殊的连接研究。不需要知道紧固件的外形和尺寸。 试验装置 5 5. 1 试验装置应能满足测试表2“测定项目”的要求。 表2 紧固特性值的测定项目 测定项目 计算紧固特性值 紧固特性值 锁紧力 紧固扭 螺纹扭 支承面 旋转角 涉及的章、条 F 矩T 矩 T, 扭矩T 扭矩系数K 0 0 8. 1 一 总摩擦系数Utot 0 - 8. 2 螺纹之间摩擦系数 - 8. 3 支承面之间摩擦系数 0 μ - 8. 4 0 屈服锁紧力F， 8.5 屈服紧固扭矩 T 0 8. 6 极限锁紧力F. 一 8. 7 极限紧固扭矩 T 0 0 8°8 注：在测试各紧固特性值时，对标“O”的测定项目， 需同时测试并记录，对标“一”自 的测定项目， 可单独测试并记录。 5.2 试验装置可自动或手动操作，可对螺钉头部施加紧固扭矩。 5.3 紧固扭矩、螺纹扭矩、支承面扭矩和锁紧力的测定精度（误差率），如无特殊规定时， 应不大于±2%。 5.4求屈服锁紧力和屈服紧固扭矩时，旋转角值应在线性范围内测定，如无特殊规定时， 角度测量精度应不大于土2°或测量值的2%（两个中较大的一个）。 5.5试件的装夹示意图，见图1。 1一试验垫片；2一试验装置；3一止动销；4一被试验的螺钉；5一试验螺母。 图1试件装夹示意图 注1：在屈服紧固或紧固到极限锁紧力时，L应至少为1d的长度。 注2：d应符合GB/T5277-1985规定的要求。 6试验零件 6.1概述 试验零件是和被试验零件相配合的零件。 对于螺钉在标准状况下，应使用规定试验零件（试验垫片、试验螺母），这些试验零件 在6.2条款和6.3条款中规定。 6.2试验垫片 6.2.1标准垫片 A类试验用标准垫片，见图2 6.2.2实用垫片 B类试验用实用垫片，应与实际安装使用的垫圈条件（即：材料、加工方法、硬度、表 面粗糙度及表面处理等）一致。如无特殊要求，实用垫片的形状与尺寸应与标准垫片一致， 见图2。 任意形状 0.% 硬度HRC55~60 ≥0. 5d Dp d一螺纹公称直径；Dp一垫片的最大直径；D。一装配支承面外径 d一垫片间隙孔的直径（按GB/T5277-1985中等装配系列） 图2标准垫片 6.3试验螺母 对于性能为10.9级和以下的螺钉，试验螺母应按照GB/T6170-2000中性能等级为10级的 要求。对于性能为12.9级的螺钉，试验螺母应按GB/T6175-2000中性能等级为12级的要求。 平面没有涂层并且去油脂。 7试验条件 7.1试件原则上只能使用一次，如需多次使用，必须注明试件的使用情况。 7.2在试验中，紧固螺钉时（图1)，螺母不得转动。试验中，标准垫片不得转动；B类试 验，实用垫片应装于螺钉支承面与标准垫片间，并不得固定，应处于自然状态。 7.3除非有其他的协议，试验将在室温下进行，在标准条件下进行试验温度控制在10℃～ 35℃。 7.4试验时，必须明确螺钉、螺母、垫圈和垫片的技术条件、试件的装夹方法、润滑条件、 紧固速度以及试验环境等。 紧固特性值的计算式 8.1扭矩系数K的确定 从紧固扭矩/锁紧力的相关的以下公式K=T/（Fd）确定扭矩系数。 除非特别规定，应在试验载荷的轴力为保证载荷75%（0.75F,）时，测定锁紧力和紧固 扭矩值。 8.2总摩擦系数utot的确定 根据公式（2）计算紧固扭矩T： P+1.164X x Xμ,Xd D.+d (2) 1 d 总摩擦系数Ⅱto的确定是由紧固扭矩/锁紧力比例关系公式（3）计算： 1-z (3) 这里D按公式（4）计算： p, d. D.=: (4) 注：如果误差接近大约在1%到2%之间，为了计算的目的可以忽略不计。 如果使用的D是真实的值（实测），双方应协议同意。 总摩擦系数仅对于比较不同的螺钉连接状况有用。总摩擦系数的公式基于假设螺纹之间 和支承面的摩擦系数是相等的。 除非特别规定，应在试验载荷的轴力为保证载荷75%（0.75F,）时，测定锁紧力和紧固 扭矩值。 8.3螺纹摩擦系数Ⅱ.的确定 螺纹摩擦系数Ⅱ的确定是由螺纹紧固扭矩/锁紧力的关系公式（5）计算： (5) PLIS'O 除非特别规定，应在试验载荷的轴力为保证载荷75%（0.75F,）时，测定锁紧力和紧固 扭矩值。 8.4支承面摩擦系数ub的确定 支承面摩擦系数是由支承面间的摩擦扭矩/锁紧力的关系公式（6）计算： T. F= (6) 0.6D,F 环形接触的支承表面，如果支承表面D的值是真实值（测量值），必须经双方认可。 除非特别规定，应在试验载荷的轴力为保证载荷75%（0.75F，）时，测定锁紧力和紧固 扭矩值。 注：支承面摩擦扭矩可由测得的紧固扭矩和螺纹扭矩的关系公式（7）计算： T,=T-T. (7) 8.5屈服锁紧力Fv的确定 屈服锁紧力应由锁紧力/旋转角确定。图3为“旋转角与锁紧力、紧固扭矩曲线图”。当 图3a曲线的梯度发生剧变时，此点的锁紧力值即为届服锁紧力值（F，）；当图3b曲线平稳变 化时，旋转角与锁紧力成比例的部分基本上是直线的，由该直线的延伸线与极限锁紧力点 （8.7）引伸的水平线的交点，可求出对应的旋转角；该旋转角相对应的轴力值为屈服锁紧 力（F,)。 T F (a) (b) 图3旋转角与锁紧力、紧固扭矩曲线图 8.6屈服紧固扭矩Ty的确定 图3为“旋转角与锁紧力、紧固扭矩曲线图”。用8.5条规定的方法求届服锁紧力（F,）； 此时，旋转角相对应的紧固扭矩值为屈服紧固扭矩（T，）。 8.7极限锁紧力Fu的确定 在试验时，将螺钉拧断，从图3关系曲线上多读取最大的锁紧力，此值为极限锁紧力（F）。 8.8极限紧固扭矩Tu的确定 图3为“旋转角与锁紧力、紧固扭矩曲线图”。用8.