【航空工业行业标准(HB)】 螺栓连接拧紧力矩与轴向力的关系

中华人民共和国航空工业标准
HB/Z 251--93
指导性技术文件
螺栓连接拧紧力矩
与轴向力的关系
1994—06—01发布
中国航空工业总公司
1994-06-01实施
中华人民共和国航空工业标准
螺栓连接拧紧力矩与轴向力的关系主题内容与适用范围
HB/z251-93
本标准规定了在给定条件下，螺栓不动而扳拧螺母时紧力矩与轴向力的关系，及紧力矩系数K值和轴向力修正值F。。本标准适用于航空用螺栓连接，供设计中确定螺栓紧力矩时用。2术语
轴向力修正值F。：由于被连接件刚性的影响，实验曲线的起始段线性较差，在数据处理时，将曲线的30%～80%Fs（螺栓单向拉屈服载荷）段拟合为直线，拟合直线与图1F轴的交点F至0间的距离即为F。值。
中国航空工业总公司1994-06-01发布1994-06-01实施
HB/Z251-93
3紧力矩系数K值和轴向力修正值F。3.1拧紧力矩系数K是指在拧紧螺母时，紧力矩与轴向力的相关系数，其理论表达式见公式(3）。
拧紧力矩的理论表达式为：
2(r + tg(a+ p)F × 10-s
3(R2-r)
2R- + a(Peosβ +'dF × 10-s
3(R2-）午2(d,cosp\)
中：M-
行紧力矩，N·m，
轴向力，即设计时确定的预紧力，N；d2——螺纹中径，mm；
螺纹升角，tg=P/（d，）
螺距，mm；
螺母与被连接件支承面间的摩擦系数：-
一螺旋副的当量摩擦角，tgp为螺旋副的当量摩擦系数，tgp=f'/cosββ为螺纹半角，对三角形螺纹B=30°f\为螺旋副间的摩擦系数；R
螺母承力而外半径，R=0.95s/2,s为螺母对边尺寸，mm；一螺母承力而内半径，r=D/2.D为螺母的螺纹公称直径，mm。因公式(1)中Pf项很小，且一般情况下f'=f,则公式(1)可简化为：M
-2(R3 - r3)F
-JFX10-3=KFX10-3
1r2(R3-n)5
13(R2-)+2元
PV(2(R3-r)
3(R2-2)
式中：d--螺纹公称直径.mm;
K一螺栓拧紧力矩系数：
了一一拧紧螺母时的当量摩擦系数。d.
3.2在实验数据处理时，对实验记录曲线进行了修正。修正方法是将曲线中螺栓轴向力对应于30%～80%Fs螺栓单向拉伸服载荷）的一段拟合为直线。修正后拧紧力矩与轴向力的关系表达式为：
M=Kd(R+F,)X10-3
式中：F。一轴间力修正值，N。(5)
3.3本标准表中列出的螺栓拧紧力矩系数K值和轴向力修正值F。，供与给定条件相同的工程情况下，确定拧紧力矩用。
3.4材料为ML25的螺栓和螺母的拧紧力矩系数K值和轴向力修正值F。见表1。2
螺纹公称
直径mm
螺母对边
尺寸Smm
注：垫图为平势圈。
HB/Z251-93
螺栓螺母
表面处理
②MoS：脂即二硫化钼锂基润滑脂润滑剂
201油膏
Mos,脂
201油膏
MoS2脂
201油膏
MoS2脂
201油膏
201油膏
MoS?脂
201油膏
MoS脂
垫圆材料
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
3.5材料为ML30CrMnSiA的螺栓和螺母的拧紧力矩系数K值和轴向力修正值F。见表2。3
螺纹公称
直径mm
螺母对边
尺寸smm
注，①垫图为平垫图。
HB/Z251-93
螺栓螺母
表面处理
②MoS2胎即二硫化钼锂基润滑脂，锅
润滑剂
201油膏
MoS,脂
201油膏
MoS,脂
201油膏
MoS,脂
201油膏
201油膏
MoS,脂
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MoSz脂
201油膏
MoS2脂
201油膏
Mos,脂
201油膏
MoS,脂
201汕膏
MoS,脂
1）垫图材料为20钢，未说明者垫图材料为30CrMnSiA2)螺母的表面处理为镀锅饨化，未说明者螺母的表面处理与相配螺栓相同。3)螺母的表面处理为镀锌钝化。K
HB/Z251-93
3.6材料为38CrA、GH2132和40CrNiMoA的螺栓和螺母的拧紧力矩系数K值和轴向力修正值F。见表3。
螺纹公称
直径mm
螺母对边
尺寸smm
螺栓螺母
表面处理
镀镉钝化
镀锌钝化
镀镉钝化
注：D垫圈为平圈，材料为30CrMnSiA。②润滑剂为二硫化钼锂基润滑脂。?GH2132螺栓表面无馈层。
螺栓材料
GH21321
GH2132
GH2132
GH2132
40CrNiMoA
1)螺母材料为38CrA，S14mm。未注明者螺母材料与相配螺栓相同K
3.7材料为ML30CrMnSiA的螺栓和自锁螺母的拧紧力矩系数K值和轴向力修正值F。见表4。
螺纹公称
直径mm
螺母对边
尺寸smm
注，D垫图为平垫圈，材料为30CrMnSiA。(②)MoS2脂即二硫化钼锂基润滑脂润滑剂
201油
Mos,脂
201油膏
MoS,脂
201汕膏
MoS,脂
③螺栓表面处理为镀锌钝化，自锁螺母表面处理为镀镉钝化。k
3.8TC4螺栓和GH2132普通螺母的紧力矩系数K值和轴向力修正值F。见表5。5
螺纹公称
直径mm
螺母对边
尺寸smm
注，@表中数据仅供参考。
垫图为平垫图，
③MoS.脂即二硫化铝锂基海滑脂，HB/Z 251-93
润滑剂
MoS,干膜
MoS,脂
垫圈材料
ICr18Ni9
ICr18Ni9
①M10螺栓表面处理为阳极化，螺母和M6螺栓表面无镀层。K
3.9表中未给出螺纹公称直径的螺栓，其拧紧力矩可利用附录A中所给的f值、结构设计时确定的预紧力F值及公式（2），进行初步计算，得到的值仅供参考。6
HB/Z251-93
附录A
摩擦系数1
(参考件）
摩擦系数是指在拧紧螺母时，螺栓的当量摩擦系数，其理论表达式为：×103-(+
式中：d，螺纹中径，mm;
β—螺纹半角;
P螺距，mm;
R-螺母承力面外半径，mm；
一螺母承力面内半径，mm。
螺栓、螺母表面处理
镀锌钝化
镀镉钝化
注：①垫图为平垫烟。
润滑剂
201油膏
MoSz脂
201油膏
MoS脂
201油膏
②MoS脂即二硫化钼锂基润滑脂
3(R2-7)
垫圈材料
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
30CrMnSiA
A3材料为ML30CrMnSiA的螺栓和螺母的摩擦系数f值见表A2。f
螺栓、螺母表面处理
镀锌钝化
镀锯钝化
镀锌钝化
注①垫图为平垫图。
②MoS2脂即二硫化钼锂基润清脂。HB/Z251-93
润滑剂
201油膏
201油膏
MoS2脂
201油膏
MoS2脂
201油膏
201油膏
MoSz脂
1)垫密材料为20钢，未说明者垫圈材料为30CrMnSiA2)螺母的衰面处理为镀镐钝化，未说明者螺母的表面处理与相配螺栓相同。3)螺母的表面处理为镀锌钝化。4)螺母的表面处理为镀镐钝化、f
材料为ML30CrMnSiA的螺栓和螺母（小六角）的摩擦系数f值见表A3。表A3
螺栓、螺母表面处理
镀锌钝化
润滑剂
201油膏
MoS脂
201油膏
MoS2脂
201油膏
螺栓、螺母表面处理
镀镉钝化
镀锌钝化”
注，①垫图为平垫图，
②MoS?脂即二硫化铝锂基润滑脂，HIB/Z251-93
续表A3
润滑剂
201油膏
MoSz脂
201油膏
1)垫图材料为20钢，未说明者垫圈材料为30CrMnSiA。2)螺母的表面处理为镀镉钝化，未说明者螺母的表面处理与相配梯栓相同。3)螺母的表面处理为镀锌钝化。4)螺母的表面处理为镀镉钝化。f
材料为38CrA，GH2132和J0CrNiMoA的螺栓和螺母的摩擦系数f值见表A4。表A4
螺栓、螺母表面处理
镀镐钝化
螺母镀锌钝化
螺母镀银
螺母镀铜
螺母镀银
镀镐钝化
注，①垫圈为平垫圈，材料为30CrMnSiA②润滑剂为二硫化钳锂基润滑脂。?GH2132螺栓的螺纹表面无键层
螺栓材料
GH2132\
GH2132
GH2132
GH2132
40CrNiMoA
1)螺母材料为38CrA，未注明者螺母材料与相配螺栓相同。附加说明：
本标准由中国航空工业总公司第三○一所提出。本标准由中国航空工业总公司西北工业大学和第三〇一所负责起草。本标准主要起草人：余公、林水福、曹增强、杨馨姒。0.087