专家：扭矩、预紧力 和摩擦力之间 有什么关系？

预紧螺栓的主要方法之一是在其头部施加扭矩。这是业界非常普遍的做法，但要精确控制并不容易。

当螺栓向下旋紧时，旋转的动作会转变成线性的作用，使螺栓被拉伸，同时连接部件被压缩。但是扭矩中只有很少一部分转变成了有效的预紧螺栓的力。大部分的扭矩都作用在了克服螺栓旋转产生的摩擦力上。

摩擦力是如何影响扭矩和预紧力的

摩擦产生于两个接触表面：在转动部件和夹紧部件之间（通常在螺栓头下方或螺母下方）以及螺纹当中。

这意味着有效转换成预紧力的扭矩只是相当小一部分，通过扭矩/拉伸测试可以算出两个接触面间的摩擦系数。测试结果发现通常只有10%的扭矩作用在了预紧力上，其余都用来克服摩擦力而抵消。

例如，50%的输入扭矩用于克服螺栓头下表面的摩擦力，40%的输入扭矩用于克服螺纹间的摩擦力，因此，扭矩上紧法并不是非常高效。但是可以通过使用润滑剂来增加扭矩的转换率。使用润滑剂可以有效降低摩擦力，在相同的预紧力值目标下，使用润滑剂比不使用润滑剂，扭矩值更小。

离散值及其影响

摩擦系数通常有+/-20% 的变化量，会导致预紧力的离散偏差。因此，即使上紧工具可以非常精确（例如，校准手动扭矩扳手，+/-1%）所施加的扭矩偏差也会在+/-10到+/-50%之间变化。自身的肢体动作及操作工具的使用方法能对所施扭矩产生多大影响，很多操作人员并不太清楚。

通常实现的预紧力离散值能到+/-30%。这意味着可能的最大预紧力是最小值的两倍。对生锈的螺栓或容易卡住的不锈钢紧固件，离散值可能更高。

幸运的是，通过使用润滑剂或特定摩擦系数的螺栓（例如使用面漆或蜡）可以降低离散性。