螺絲鎖緊扭矩、螺絲拉力、鎖緊力關係 | 螺栓鎖緊扭力
很多人都有鎖螺絲的經驗,也知道專業的鎖螺絲有所謂的鎖緊扭力大小,就以我的自行車來說,不同部位、不同尺寸的螺絲都有所謂的鎖緊扭力規定:圖片來源:Shimano但是不同鎖緊扭力究竟可以產生多大的螺絲拉力/固鎖夾持力?一如以往,台灣繁體中文的網站很少看到有寫到計算說明的資料,所以只好再請出破英文查:"screwtorquepullforce",運氣不錯,很快就找到一篇*2,T=c*D*FT:鎖緊扭矩(Torquerequired)c:磨擦係數(Coefficientoffrictionconstant)D:螺紋直徑(Majordiameter)F:螺絲鎖緊拉力設計值(Bolttension"axialload"desired)從這...
很多人都有鎖螺絲的經驗, 也知道專業的鎖螺絲有所謂的鎖緊扭力大小, 就以我的自行車來說, 不同部位、不同尺寸的螺絲都有所謂的鎖緊扭力規定:圖片來源:Shimano 但是不同鎖緊扭力究竟可以產生多大的螺絲拉力/固鎖夾持力? 一如以往,台灣繁體中文的網站很少看到有寫到計算說明的資料, 所以只好再請出破英文查:"screw torque pull force", 運氣不錯,很快就找到一篇 *2, T = c * D * FT:鎖緊扭矩 ( Torque required )c:磨擦係數 ( Coefficient of friction constant )D:螺紋直徑 ( Major diameter )F:螺絲鎖緊拉力設計值 ( Bolt tension "axial load" desired )
從這一個公式來看其實就是用發生在螺紋節圓位置的正向力 (Normal force)乘以靜摩擦係數,就會得到在切線方向運動 (螺絲旋轉 )需要克服的摩擦力,再乘以螺紋節圓直徑就得到所需要的扭矩。
其中的 c 是螺紋材質的靜摩擦係數:不鏽鋼或鍍鋅螺絲螺紋,約 0.2鍍鉻螺紋,約 0.16有加潤滑油的螺紋,磨擦係數約 0.16~0.17 (有點怪怪的,應該更低一點);其他不同材料之間的摩擦係數可以參考 *3。
摩擦係數 0.16~0.2 是參考值,而且就算只看 0.16 跟 0.2 作比較,也會使同樣大小的正向力產生的摩擦力差 20~25%。
在許多自行車維修教學網頁上都建議鎖螺絲時可以點一些黃油上去,目的都是在減少鎖入時的摩擦係數,另外一個作用是保護與防止螺紋受到水氣影響而腐蝕,畢竟自行車在路上跑是會受到各種環境溫濕度的影響,相對容易積存水氣在許多小地方跟縫隙中,所以在鎖螺紋時順便點上一點黃油其實是有道理的,相對的使用彈簧墊圈跟足夠的鎖緊扭力值,都有助於避免在路上承受反覆負載後螺絲鬆脫的問題。
在機械設備上,因為往復作用力量大,很容易造成螺絲鬆脫,很少會在螺紋上點黃油,通常是使用防落膠,用以加強螺紋咬合的穩定性。
或者是使用直接有上防落膠塗層的螺絲:圖片來源:網路搜尋網頁[1]在使用很久的結構物上,螺紋表面難免會有產生氧化腐蝕等現象,這會造成摩擦係數大幅提升,使得螺絲難以拆卸,這時候經常會請出W...