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一.业务介绍
在各类涉及紧固连接的工程项目与产品制造中,紧固件紧固轴力是确保连接稳定、可靠的关键因素。紧固轴力是指在紧固过程中,通过螺栓、螺母等紧固件施加于被连接件上的轴向拉力,它直接决定了连接部位的夹紧力大小,进而影响整个结构的安全性与稳定性。
我们提供的紧固件紧固轴力测试业务,旨在精准测定各种工况下紧固件的紧固轴力。凭借专业的设备与丰富的经验,对测试数据进行深度分析,为客户出具详细、准确的检测报告。基于测试结果,我们还能为客户提供专业的技术建议,帮助其优化紧固工艺,确保在不同应用场景下,紧固连接都能满足设计要求,有效避免因紧固轴力不足或过大导致的松动、疲劳断裂、结构变形等问题,降低安全隐患,保障工程项目顺利推进,提升产品质量与使用寿命。
二.检测方法
1.传感器直接测量法
在螺栓或螺母与被连接件之间安装高精度的轴力传感器,如压力传感器、应变片式传感器等。在紧固过程中,传感器直接感知并实时测量施加在其上的轴向力,通过配套的数据采集系统将数据传输至计算机进行记录与分析。这种方法测量精度高,能够直接获取真实的紧固轴力值,适用于对检测精度要求极高的关键部件连接检测,如航空发动机的叶片连接螺栓轴力检测。
2.扭矩 - 轴力转换法
依据扭矩与轴力之间存在的特定关系,通过测量紧固过程中施加的扭矩值,结合预先建立的扭矩 - 轴力转换系数(可通过试验或理论计算获得),间接计算出紧固轴力。该方法操作相对简便,在实际生产中应用广泛。例如,在汽车装配线上,使用扭矩扳手拧紧螺栓时,通过扭矩 - 轴力转换关系,快速估算出螺栓的紧固轴力,确保汽车零部件的连接质量。但此方法的准确性受多种因素影响,如螺纹表面状态、润滑条件等,需要定期校准转换系数。
3.伸长量测量法
利用螺栓在承受轴向力时会发生弹性伸长的特性,在紧固前后,通过高精度的量具(如千分尺、激光测量仪等)测量螺栓的伸长量。根据胡克定律,结合螺栓的材料弹性模量和横截面积,计算出对应的紧固轴力。这种方法适用于对螺栓伸长量测量较为方便的场合,能够直观反映螺栓的受力状态。例如,在大型桥梁的钢结构连接中,通过测量螺栓伸长量来监测紧固轴力,确保桥梁结构的稳定性。
三.检测范围
1.建筑工程领域
各类建筑结构中的钢结构连接,如高层建筑的钢梁、钢柱连接,桥梁的节点连接等。这些部位的紧固件紧固轴力直接关系到建筑结构的承载能力和抗震性能。此外,混凝土结构中的后锚固连接,如幕墙、设备基础的地脚螺栓连接等,也需要精确检测紧固轴力,保障建筑设施的安全运行。
2.机械制造行业
机械设备的装配过程中,大量使用紧固件进行零部件连接。从重型机械的发动机、变速箱,到精密机床的传动部件、主轴连接等,都需要对紧固件紧固轴力进行严格检测,确保机械设备在高速运转、重载等工况下的可靠性和稳定性,减少因连接松动导致的设备故障和安全事故。
3.汽车与轨道交通行业
汽车发动机、底盘、车身等部位的螺栓连接,以及轨道交通车辆的转向架、车体连接等,对紧固件紧固轴力要求严格。精确控制紧固轴力,不仅能保证车辆的行驶安全,还能提升车辆的舒适性和耐久性。例如,汽车发动机缸盖螺栓的紧固轴力不足,可能导致发动机漏气、漏水,影响发动机性能;轨道交通车辆转向架连接螺栓的轴力异常,会危及行车安全。
4.能源与化工行业
石油化工设备中的压力容器、管道连接,以及电力设施中的杆塔、变压器连接等,都依赖可靠的紧固连接。检测这些部位的紧固件紧固轴力,能够有效防止介质泄漏、设备故障,保障能源生产与输送的安全稳定运行。在高压、高温、强腐蚀等恶劣工况下,对紧固轴力的检测尤为重要。
四.检测标准
1.国际标准
ISO 16047《Fasteners - Torque/Clamping force test》,该标准详细规定了通过扭矩 - 轴力测试来确定紧固件连接特性的试验方法、设备要求、数据处理等内容,为全球范围内的紧固件紧固轴力检测提供了统一的规范。
2.国家标准
GB/T 16823.3《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》,明确了螺纹紧固件的应力截面积计算方法,与紧固轴力的计算密切相关;GB/T 3098.1《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》,对紧固件的机械性能包括紧固轴力相关要求进行了规定,适用于国内各类紧固件生产与使用单位的检测依据。
3.行业标准
不同行业根据自身特点制定了相应的标准。如建筑行业的 JGJ 82《钢结构高强度螺栓连接技术规程》,对钢结构中高强度螺栓的紧固轴力检测方法、验收标准等做出了详细规定;汽车行业的 QC/T 518《汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩》,不仅规定了汽车用紧固件的拧紧扭矩,也间接关联了紧固轴力的要求,确保汽车零部件连接的可靠性。