紧固件的基础知识和力学性能测试

      当前，我国国民经济建设正进入新的发展阶段，以大飞机、大型发电设备、汽车、高速火车、大型船舶、大型成套设备等为代表的先进制造也将进入重要的发展方向，由此对高强度紧固件的使用量也迅速增长。作为紧固连接用且应用较为广泛的一类机械零件，紧固件的质量可以说直接或间接的影响着各种设备、机器、机械的正常使用，因此质量管控也成为了紧固件开发设计较重要的环节之一。

一、什么是紧固件
       紧固件是将两个或两个以上零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。紧固件使用行业广泛，包括能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具、液压等，在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面都可以看到各式各样的紧固件，是应用较广泛的机械基础件。紧固件品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度也较高。因此，也有人把已有国家标准的一类紧固件称为标准紧固件，或简称为标准件。

二、紧固件的类别和应用
      不同的紧固件由于结构的不同，其功能作用和应用范围也有所不同，目前市面上常见的紧固件主要包括以下12类零件：

1、螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。

2、螺柱：没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，使这两个零件紧固连接成一件整体。

3、螺钉：由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。

4、螺母：带有内螺纹孔，形状一般呈显为扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。

5、自攻螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为**的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体。

6、木螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为**的木螺钉用螺纹，可以直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金属（或非金属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。

7、垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用。部分弹性垫圈还有能阻止螺母回松的作用。

8、挡圈：供装在机器、设备的轴槽或轴孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。

9、销：主要供零件定位左右，有的也可供连接、固定零件、传递动力或锁定紧固件之用。

10、铆钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带孔的零件（或构件），使之成为一件整体。


11、组件和连接副：组合件是组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉（或螺栓、自供螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应；连接副指将某种**螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。

12、焊钉：由钉杆和钉头（或无钉头）构成的异类紧固件，用焊接方法把其他固定连接在一个零件（或构件）上面，以便再与其他零件进行连接

三、紧固件的力学性能测试
       机械性能是决定紧固件使用性能的关键，也是紧固件从材料选材，设计到生产，加工，镀膜等工序的重要依据，可以说紧固件的机械性能决定了紧固件的使用范围及使用寿命，是紧固件质量根本所在。万测作为专业的质量分析和品质控制试验仪器研发制造商，根据紧固件的机械性能特点，为紧固件的力学性能检验提供了如下测试解决方案：

      领秀®TestPilot®微机控制电液伺服**试验机TPH106D具有结构紧凑、简单易用等特点，可应用于较大载荷2000kN的金属棒材、板材、螺纹钢、高强螺栓、高硬度金属材料的拉伸弯曲以及压缩试验。具有负荷、变形和位移三种控制方式并能实现平滑切换，可实现等速率负荷控制、等速率变形控制、等速率位移控制。


符合标准：

GB/T 228.1金属材料拉伸试验*1部分：室温试验方法

GB/T 2611试验机通用技术要求

GB/T 16826电液伺服**试验机

JG 139拉力、压力和**试验机

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2、万测ETT304A微机控制紧固件扭转试验机

      万测微机控制紧固件扭转试验机用于螺纹连接副的扭矩系数和紧固轴力测试试验，也可以进行相关的扭矩和紧固轴力关系试验。


符合标准：

GB/T 1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈

GB/T 3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副

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3、万测ETT631C紧固件拉扭试验机

      万测**型ETT-C系列紧固件拉扭试验机用于自锁螺母常规锁紧力矩试验、力矩加载试验、轴力加载试验以及高锁螺母锁紧力矩试验、松脱力矩试验、拧断力矩试验、预紧力矩试验和松脱力矩试验，可自动卸载夹紧力。


满足标准：

GB/T 3098.1紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱

GB/T 5277紧固件 螺栓和螺钉通孔

GB/T 16823.2螺纹紧固件紧固通则

ISO 2320预置扭矩锁紧螺母机械性能

ISO 16047拧紧力矩 夹紧力标准

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4、万测ETT304B紧固件摩擦系数试验机

      万测新一代ETT-B系列紧固件摩擦系数试验机用于螺栓螺母的总扭矩、端面扭矩、螺纹扭矩、总摩擦系数、端面摩擦系数、螺纹摩擦系数测试试验，可以自动测量紧固扭矩、螺纹扭矩、支承面扭矩、紧固轴力、扭矩系数K、总摩擦系数μtot、螺纹摩擦系数μth、支承面摩擦系数μb等螺栓螺母的机械性能。系统符合GB、DIN、BS、EN、ISO、ASTM 等国际标准。


5、万测TVT106A紧固件横向振动试验机

       紧固件横向振动试验机是万测*的新一代螺栓螺母横向振动试验设备，用于螺栓螺母组成的螺纹副的防松性能测试试验，能自动测量紧固扭矩、紧固轴力、扭矩系数K，总摩擦系数、横向推力、横向振幅、振动频率、振动周期、时间、松动角等螺栓螺母的机械性能。


满足标准：

ISO 16130横向加载条件下螺栓连接锁性能的动态试验（振动试验）

GB/T 10431紧固件在横向振动试验方法

DIN 65151航空航天系列.横向负载条件下紧固件的锁定特性的动态试验（振动试验）

GB/T 16823.2螺纹紧固件紧固通则

GB/T 16823.2紧固件 扭矩-夹紧力试验

……

四、紧固件的使用注意事项

       即使紧固件性能质量合格且符合相关标准，没有正确的使用也会造成紧固件使用寿命减短，为避免阻塞、剪切、黏着、锁死等一系列问题和类似情况的发生，我们在使用紧固件时应注意以下几点：

①　使用前先确认产品的机械性能是否能满足使用需求，如螺丝的抗拉强度与螺母的保证载荷。螺丝的长度要选择适当，以旋紧后露出螺母1-2个牙距为准。

②　使用前查看螺纹是否粗糙，螺纹间是否有铁屑或污物，这些东西常会导致锁死。

③　使用前可以给紧固件做润滑处理，建议使用黄油，二硫化钼，云母，石墨或滑石粉来做润滑，一般使用浸蜡处理来做润滑防锁死。

④　旋入的速度力量要适当，不要过快过大，尽可能选用扭力扳手或套筒扳手，避免使用活动扳手或电动扳手。速度过快会使温度急速上升而导致锁死。

⑤　注意施力的方向，螺母必须垂直于螺丝的轴线进行旋入。

⑥　使用垫圈能有效防止上锁过紧的问题。