图10 不同条件时螺纹的摩擦系数
图11 不同摩擦系数时螺纹的紧固力矩与轴向力
在无润滑状态下 μ的波动范围较大,反复地拆卸螺纹还存在着μ的数值变大
的倾向。在维修手册中指定涂抹机油的部位就是稳定这种轴向力的重要部位,
必须遵守维修手册的规定。在维修手册中不指定涂抹机油的部位可以是无润滑
状态。
润滑螺纹部及支承面,摩擦力变小,螺纹的锁紧效果就会变差。为了提高螺纹的轴向力、充分获得紧固力,螺纹的松驰也就不容易产生了。紧固力矩由螺纹的大小、强度和被紧固件的强度来决定,适宜的紧固力矩在设定时应具有
一定的范围。但考虑到扭力扳手的精度及螺纹摩擦系数的误差,有必要以力矩的下限与上限值间 的中间值为目标进行紧固,在各维修手册中基本上是以中间值表示。
七、钢性域紧固与塑性域紧固
螺栓紧固通常是在所谓“弹性域”内完成的。在弹性域里所紧固螺栓的轴向拉伸应力与螺栓的旋转角成正比增加。如超过弹性域紧固螺栓,则会有螺栓的旋转角变化,而螺栓的轴向拉伸应力则变化很少。 这个区域就称为塑性域。
通常有两种紧固螺栓的方法 :一种是在弹性域内紧固螺栓 ( 常规方法 ) ;另一 种是在塑性域内紧固螺栓。在一些发动机中,发动机盖、连杆轴承盖或曲轴盖之间的连接螺栓都是在塑性域内紧固的。在这种紧固方法中,先用预定扭矩将螺栓紧固至接近其屈服点,然后再用一预定的扭矩使其超过屈服点进行紧固。在塑性域内, 这类螺栓发挥轴向拉伸应力。在弹性域内,紧固扭矩与螺栓轴向应力 ( 与螺栓旋转角等效 ) 成正比。在紧固过程中,螺栓拉伸应力会有较大变化。如图 12 所示,在塑性域内,相对于旋转角的变化,轴向拉伸力没有什么变化。
图12 螺栓拉伸应力与螺栓旋转角关系
这里需要说明的是,塑性域螺栓是一种特殊螺栓,普通螺栓不能应用这种方法紧固,否则会造成断裂。另一方面,塑性 螺栓必须在塑性域内紧固,否则就达不到规定的扭矩。
例如丰田 2C 发动机汽缸盖螺栓的紧固方法如下。
1. 将 18 颗 汽 缸 盖 螺 栓 按 要 求 分 2 ~ 3 次依图 13 所示顺序均匀地紧固到44Nm,如有不符合扭矩标准的螺栓,应立即更换。并且在紧固之前,先在汽缸盖螺栓螺纹和螺帽下方涂上一薄层机油。如 有螺栓断裂和变形,即予以更换。
图13 丰田野C发动机汽缸盖螺栓紧固顺序
2. 在每个缸盖螺栓顶部的前方,如图 14 所示,用油漆涂上标记。