彈性區(qū)域緊固”和“塑性區(qū)域緊固

在進(jìn)入正題講解緊固管理方法之前，首先來(lái)講一講“彈性區(qū)域緊固”和“塑性區(qū)域緊固”。

隨著擰緊螺絲，施加的軸向力（應(yīng)力）逐漸變大，在到達(dá)屈服點(diǎn)之前，螺絲會(huì)與軸向力成正比伸長(zhǎng)，去除軸向力后，螺絲伸長(zhǎng)的部分就會(huì)復(fù)原。這個(gè)范圍叫作彈性區(qū)域，這一范圍內(nèi)的緊固叫作“彈性區(qū)域緊固”。

而超過(guò)屈服點(diǎn)后，如果繼續(xù)擰緊螺絲施加軸向力，比例關(guān)系會(huì)消失，相對(duì)于軸向力，伸長(zhǎng)率會(huì)發(fā)生激增。倘若達(dá)到這樣的狀態(tài)，螺絲就會(huì)產(chǎn)生永久伸長(zhǎng)率，即使去除軸向力也不會(huì)再?gòu)?fù)原。這個(gè)范圍叫作塑性區(qū)域，這一范圍內(nèi)的緊固叫作“塑性區(qū)域緊固”。

“彈性區(qū)域緊固”的特點(diǎn)在于螺絲的軸向力偏差較大，但螺絲能重復(fù)使用，可以采用扭矩法，使用扭矩扳手進(jìn)行緊固管理，緊固作業(yè)簡(jiǎn)單。
而“塑性區(qū)域緊固”雖然存在螺絲會(huì)產(chǎn)生永久伸長(zhǎng)率，不能重復(fù)使用，而且緊固作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng)等缺點(diǎn)，但與彈性區(qū)域緊固相比，可以進(jìn)行穩(wěn)定的軸向力管理，因此已應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)組裝等用途。

利用“彈性區(qū)域緊固”和“塑性區(qū)域緊固”的緊固管理方法

那么，下面就進(jìn)入正題，開始講解緊固管理方法。
主要的螺栓緊固管理方法包括：
①扭矩法
②扭矩斜率法
③旋轉(zhuǎn)角度法
等3種。

緊固區(qū)域分為前面介紹的“彈性區(qū)域緊固”和“塑性區(qū)域緊固”。
緊固系數(shù)表示在相同條件下緊固螺絲時(shí)軸向力的偏差度，數(shù)值越大代表偏差越大。因此，查看下表可以發(fā)現(xiàn)，正如之前所講，彈性區(qū)域緊固的偏差比較大。

扭矩法

扭矩法是利用緊固扭矩與緊固軸向力在彈性區(qū)域的線性關(guān)系的緊固管理方法。在緊固作業(yè)時(shí)只管理緊固扭矩，用扭矩扳手就能實(shí)現(xiàn)，是比較簡(jiǎn)單的緊固管理方法，已經(jīng)得到了廣泛普及。
然而，緊固扭矩并非全部作為軸向力發(fā)揮作用，會(huì)被螺紋面和座面的摩擦消耗。因此，即使以相同的扭矩進(jìn)行緊固，受表面粗糙度和潤(rùn)滑狀態(tài)等因素的影響，軸向力依然會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，需要在摩擦特性的管理上加以注意。

一般來(lái)說(shuō)，使用扭矩法緊固螺絲時(shí)，發(fā)生的軸向力最好在屈服點(diǎn)的60％～70％的彈性領(lǐng)域內(nèi)。

旋轉(zhuǎn)角度法

旋轉(zhuǎn)角度法是使用角度尺（量角器）和電檢測(cè)器等工具，對(duì)螺絲頭部和螺母相對(duì)于預(yù)緊點(diǎn)的緊固旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行管理，由此來(lái)控制緊固軸向力的方法，既可用于彈性區(qū)域緊固，也可用于塑性區(qū)域緊固。
順便一提，預(yù)緊點(diǎn)是指施加的緊固扭矩能夠使螺紋和座面緊密貼合的點(diǎn)。

但進(jìn)行彈性區(qū)域緊固時(shí)，由于軸向力容易隨旋轉(zhuǎn)角度大幅波動(dòng)，還是操作簡(jiǎn)單的扭矩法更為常用。
而進(jìn)行塑性區(qū)域緊固時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)角度誤差所導(dǎo)致的軸向力變化較小，也可以利用螺栓和螺母的六角形，通過(guò)目視的方式進(jìn)行角度管理。

扭矩斜率法

扭矩斜率法利用了螺絲緊固軸向力超過(guò)屈服點(diǎn)后，伸長(zhǎng)率相對(duì)于軸向力激增的性質(zhì)。方法是使用電傳感器等工具檢測(cè)緊固扭矩和旋轉(zhuǎn)角度，在電腦上計(jì)算出彈性區(qū)域和塑性區(qū)域的變化點(diǎn)，以彈性區(qū)域極限進(jìn)行緊固。

雖說(shuō)需要的裝置在規(guī)模上遠(yuǎn)超其他方法，但造成偏差的因素只有材料的屈服點(diǎn)，與扭矩法和旋轉(zhuǎn)角度法相比，軸向力的偏差比較小。因此應(yīng)用到了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和氣缸蓋的螺栓等對(duì)于緊固的可靠性要求較高的用途。