在機械裝配、汽車維修我們常會聽到一句老話:“把螺栓擰緊后,再往回退半圈。” 這個操作聽起來似乎有違直覺——明明已經費勁擰緊了,為什么還要故意松開一點?這究竟是代代相傳的“經驗玄學”,還是有其堅實的科學道理?
要理解“退回半圈”的操作,首先需要了解螺栓連接的力學特性。螺栓在擰緊過程中并非簡單的剛性體,它和連接件都會發生彈性變形。
預緊力與彈性伸長:當您擰緊螺栓時,螺栓本身會受到拉力而輕微伸長,就像一根被拉長的彈簧。這個力被稱為“預緊力”,它是保證連接可靠、防止松動和分離的關鍵。同時,被夾緊的工件(如法蘭盤、支架等)也會被壓縮。
屈服點與摩擦力的干擾:在擰緊過程中,巨大的摩擦力(包括螺紋副間的摩擦和螺栓頭與被連接件表面的摩擦)會消耗大量的扭矩。有時,當您感覺扭矩已經達到規定值(手感變重)時,螺栓實際獲得的預緊力可能并未達到最佳值,部分扭矩被摩擦力“吃掉”了。
“退回”操作的目的:
釋放內應力:退回半圈的操作,其主要目的就是釋放螺栓和連接件內部因摩擦和不均勻受力產生的內應力和彈性變形。這半圈的回轉,允許整個系統(螺栓、螺母、被連接件)在一個新的、更自然的彈性狀態下重新達到平衡。
重新分配載荷:通過退回再輕微重新擰緊(有時會緊接著再稍微擰緊一點,但并非總是必要),可以讓預緊力的分布更加均勻,避免局部應力過高,從而使連接更穩定、更可靠。
哪些應用情況下會進行這種“退回半圈”的操作呢?
塑性域螺栓:一些現代高強度螺栓設計為在擰緊時會被拉伸到略微超過其屈服點(即進入塑性變形區)。對于這類螺栓,退回一定角度的操作是標準流程的一部分,目的是為了消除扭轉應力,讓軸向預緊力更加精確和穩定。
軟質或復合材料:當被連接的材料較軟(如鋁合金、塑料、某些復合材料或帶有軟質墊片時),它們在受壓時會發生明顯的蠕變或塑性變形。擰緊后停留一段時間再退回一點,可以補償因材料蠕變造成的預緊力下降,使連接保持穩定。
因此,“退回半圈”是一個有特定適用場景的經驗方法,而非普遍真理。
丹尼克爾的智能電批可提提供多種擰緊策略,能夠精確控制螺栓的擰緊扭矩和角度;擰緊過程中,可對斜率/扭矩/角度/步驟等數據進行記錄及異常監控,擰緊曲線動態顯示,及時發現浮高滑牙等問題;同時還具備數據記錄與存儲功能,便于后期追溯每顆螺釘的擰緊狀態,為裝配質量管控提供了有力的數據支持。
