GB/T16823.3-1997 前言 本标准等效采用日本标准JISB1084-1987《螺纹紧固件拧紧试验方法》。 本标准是设计螺纹紧固件扭-拉关系系列标准的一部分。该系列标准包括： GB/T16823.1-1997螺纹紧固件应力截面积和承载面积； GB/T16823.2-1997螺纹紧固件紧固通则； GB/T16823.3-1997螺纹紧固件拧紧试验方法。 本标准由中华人民共和国机械工业部提出， 本标准由全国紧固件标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：机械工业部机械标准化研究所负责，东风汽车工程研究院紧固件弹簧研究所参 加。 1
前 言 本标准等效采用日本标准 螺纹紧固件拧紧试验方法 本标准是设计螺纹紧固件扭 拉关系系列标准的一部分 该系列标准包括 螺纹紧固件应力截面积和承载面积 螺纹紧固件紧固通则 螺纹紧固件拧紧试验方法 本标准由中华人民共和国机械工业部提出 本标准由全国紧固件标准化技术委员会归口 本标准起草单位 机械工业部机械标准化研究所负责 东风汽车工程研究院紧固件弹簧研究所参 加
中华人民共和国国家标准 GB/T16823.3-1997 螺纹紧固件拧紧试验方法 Method of tightening test for threaded fasteners 1范围 本标准规定了螺栓-螺母螺纹连接副的紧固特性值（以下简称“紧固特性值”）的试验方法。紧固特性 值的项目为：扭矩系数、螺纹摩擦系数、支承面摩擦系数、屈服紧固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力。 本标准也适用于螺栓-螺母以外的螺纹连接副。 本标准不适用于带弹簧垫圈、弹性垫圈的螺纹连接副和使用自攻螺钉、木螺钉，以及使用有效力矩 型”螺纹紧固件的连接副。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均 为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB152.4-88紧固件六角头螺栓和六角螺母用沉孔 GB3098.1-82紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB5277-85紧固件螺栓和螺钉通孔 GB/T16823.1-1997螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.2-1997螺纹紧固件紧固通则 3术语及符号 本标准中使用的主要术语、符号及其含义，按GB/T16823.2的规定。 4试验装置 试验装置应满足以下条件： 4.1试验装置应能满足测试表1“测定项目”的要求；测试中，可采用连续记录”或指示计读取。 1)有效力矩——在螺纹连接副不承受轴向载荷的情况下，平稳旋转螺母或螺栓时，所测得的旋转力矩。该力矩具有 阻抗旋转的功能。 2)指连续记录或短间隔记录。 3)指扭矩表等。 国家技术监督局1997-05-29批准 1997-12-01实施 1
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 螺纹紧固件拧紧试验方法 国家技术监督局 批准 实施 范围 本标准规定了螺栓 螺母螺纹连接副的紧固特性值 以下简称 紧固特性值 的试验方法 紧固特性 值的项目为 扭矩系数 螺纹摩擦系数 支承面摩擦系数 屈服紧固轴力 屈服紧固扭矩和极限紧固轴力 本标准也适用于螺栓 螺母以外的螺纹连接副 本标准不适用于带弹簧垫圈 弹性垫圈的螺纹连接副和使用自攻螺钉 木螺钉 以及使用有效力矩 型 螺纹紧固件的连接副 引用标准 下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时 所示版本均 为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 紧固件 六角头螺栓和六角螺母用沉孔 紧固件机械性能 螺栓 螺钉和螺柱 紧固件 螺栓和螺钉通孔 螺纹紧固件应力截面积和承载面积 螺纹紧固件紧固通则 术语及符号 本标准中使用的主要术语 符号及其含义 按 的规定 试验装置 试验装置应满足以下条件 试验装置应能满足测试表 测定项目 的要求 测试中 可采用连续记录 或指示计读取 有效力矩 在螺纹连接副不承受轴向载荷的情况下 平稳旋转螺母或螺栓时 所测得的旋转力矩 该力矩具有 阻抗旋转的功能 指连续记录或短间隔记录 指扭矩表等
GB/T16823.3—1997 表1紧固特性值的测定项目 测定项目 计算紧固特性 初始预紧力紧固扭矩 螺纹扭矩支承面扭矩紧固转角 涉及的章、条 扭矩系数K 螺纹摩擦系数 7.2 支承面摩擦系数 7.3 屈服紧固轴力 屈服紧固扭矩 7.5 极限紧固轴力 7.6 F 1在测试扭矩系数、螺纹摩擦系数和支承面摩擦系数时,对标“O”的项目,即P2TtT和Tw,需同时测试并 2在测试屈服紧固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力时,对标“△”和“○”的项目,即FtTt和r,需同时测试 记录。但在只求极限紧固轴力时,可仅测试初始预紧力的最大值。 4.2试验装置可自动或手动操作,可对螺栓头部或螺母施加紧固扭矩。 4.3紧固扭矩、螺纹扭矩、支承面扭矩和初始预紧力的测定精度(误差率),如无特殊规定时,可采用 ±2%。 4.4求屈服紧固轴力和屈服紧固扭矩时,紧固转角值应在线性范围内测定 4.5在紧固轴力范围内进行试验时,紧固特性应是线性的 4.6试件的装夹示意图,见图1 2
表 紧固特性值的测定项目 紧固特性值 测 定 项 目 初始预紧力 紧固扭矩 螺纹扭矩 支承面扭矩 紧固转角 计算紧固特性值 涉及的章 条 扭矩系数 ○ ○ 螺纹摩擦系数 ○ ○ 支承面摩擦系数 ○ ○ 屈服紧固轴力 ○ 屈服紧固扭矩 ○ ○ 极限紧固轴力 ○ 注 在测试扭矩系数 螺纹摩擦系数和支承面摩擦系数时 对标 ○ 的项目 即 和 需同时测试并记 录 在测试屈服紧固轴力 屈服紧固扭矩和极限紧固轴力时 对标 和 ○ 的项目 即 和 需同时测试并 记录 但在只求极限紧固轴力时 可仅测试初始预紧力的最大值 试验装置可自动或手动操作 可对螺栓头部或螺母施加紧固扭矩 紧固扭矩 螺纹扭矩 支承面扭矩和初始预紧力的测定精度 误差率 如无特殊规定时 可采用 求屈服紧固轴力和屈服紧固扭矩时 紧固转角值应在线性范围内测定 在紧固轴力范围内进行试验时 紧固特性应是线性的 试件的装夹示意图 见图
GB/T16823.3-199 团00A _垫片 止动销 止动销 连接板 连接板 件 a扳拧螺母 b扳拧螺栓 Dp垫片的最大直径或外接圆直径,见图2L螺栓支承面与螺母支承面间的距离 螺栓、螺母支承面间的螺纹长度,L≥6PQP一螺距)υ(—一螺纹公称直径) 图1试件装夹示意图 试件 5.1螺栓、螺母和标准垫片连接副(A类试验) 在试验中使用实际采用的螺栓、螺母和标准垫片(见5.3.1)。 5.2螺栓、螺母和实用垫片连接副(B类试验) 在试验中使用实际采用的螺栓、螺母和实用垫片1(见53 53垫片 531标准垫片 A类试验用标准垫片,见图2。 532实用垫片 B类试验用实用垫片,应与实际安装使用的垫圈条件(即,材料、加工方法、硬度、表面粗糙度及表面 处理等)一致。如无特殊要求,实用垫片的形状与尺寸应与标准垫片一致,见图2。 1)是否使用实用垫片应与实际安装情况一致
扳拧螺母 扳拧螺栓 垫片的最大直径或外接圆直径 见图 螺栓支承面与螺母支承面间的距离 螺栓 螺母支承面间的螺纹长度 螺距 螺纹公称直径 图 试件装夹示意图 试件 螺栓 螺母和标准垫片连接副 类试验 在试验中使用实际采用的螺栓 螺母和标准垫片 见 螺栓 螺母和实用垫片连接副 类试验 在试验中使用实际采用的螺栓 螺母和实用垫片 见 垫片 标准垫片 类试验用标准垫片 见图 实用垫片 类试验用实用垫片 应与实际安装使用的垫圈条件 即 材料 加工方法 硬度 表面粗糙度及表面 处理等 一致 如无特殊要求 实用垫片的形状与尺寸应与标准垫片一致 见图 是否使用实用垫片应与实际安装情况一致
GB/T16823.3-199 团 任意形状 ≥0.5d 硬度HRC55~60 d一螺纹公称直径δ—螺栓、螺母对边宽度υDρ一垫片的最大直径或外接圆直径」 d一接触的支承面内径GB5277,中等装配系列)d按GB152.4的规定 图2标准垫片 6试验条件 61试件原则上只能使用一次,如需多次使用,必须注明试件的使用情况 δ.2在试验中,扳拧螺母时(见图1a),螺栓不得转动;扳拧螺栓时(见图1),螺母不得转动。试验中,标 准垫片不得转动B类试验,实用垫片应装于螺栓或螺母支承面与标准垫片间,并不得固定,应处于自然 状态。 δ3试验时,必须明确螺栓、螺母、垫圈和垫片的技术条件、试件的装夹方式、润滑条件、扳拧速度以及 试验环境等(见第8章)。 扳拧速度以4/min为宜。 7紧固特性值的计算式 71扭矩系数 在与螺栓屈服点或屈服极限对应的螺栓轴力》的50%~80%范围内的任意一点,测定紧固轴力和 紧固扭矩2值。但对紧固轴力值的范围和测定点数另有规定时,应按其进行。将测定的紧固轴力值(F 和紧固扭矩值(t代入式(1),求得扭矩系数(K值(测定点为两点以上时,计算平均值)。 K (1) 72螺纹摩擦系数 在与螺栓屈服点或屈服极限对应的螺栓轴力的50%~80%范围内的仼意一点,测定紧固轴力和螺 纹扭矩值。但对紧固轴力值的范围和测定点数另有规定时,应按其进行。将测定出的紧固轴力值(Ft 和螺纹扭矩值()代入式(2)求得螺纹摩擦系数(A)值(测定点在两点以上时,计算平均值)。 7.3支承面摩擦系数 1)对钢制螺栓为按GB30981规定的屈服点或屈服极限的最小值乘以GB/T168231-1997表1规定的公称应力 截面积CA) 2)测出螺纹扭矩和支承面扭矩,两者之和为紧固扭矩值 3)测出紧固扭矩和支承面扭矩,两者之差为螺纹扭矩
螺纹公称直径 螺栓 螺母对边宽度 垫片的最大直径或外接圆直径 接触的支承面内径 中等装配系列 按 的规定 图 标准垫片 试验条件 试件原则上只能使用一次 如需多次使用 必须注明试件的使用情况 在试验中 扳拧螺母时 见图 螺栓不得转动 扳拧螺栓时 见图 螺母不得转动 试验中 标 准垫片不得转动 类试验 实用垫片应装于螺栓或螺母支承面与标准垫片间 并不得固定 应处于自然 状态 试验时 必须明确螺栓 螺母 垫圈和垫片的技术条件 试件的装夹方式 润滑条件 扳拧速度以及 试验环境等 见第 章 扳拧速度以 为宜 紧固特性值的计算式 扭矩系数 在与螺栓屈服点或屈服极限对应的螺栓轴力 的 范围内的任意一点 测定紧固轴力和 紧固扭矩 值 但对紧固轴力值的范围和测定点数另有规定时 应按其进行 将测定的紧固轴力值 和紧固扭矩值 代入式 求得扭矩系数 值 测定点为两点以上时 计算平均值 螺纹摩擦系数 在与螺栓屈服点或屈服极限对应的螺栓轴力的 范围内的任意一点 测定紧固轴力和螺 纹扭矩 值 但对紧固轴力值的范围和测定点数另有规定时 应按其进行 将测定出的紧固轴力值 和螺纹扭矩值 代入式 求得螺纹摩擦系数 值 测定点在两点以上时 计算平均值 支承面摩擦系数 对钢制螺栓为按 规定的屈服点或屈服极限的最小值乘以 表 规定的公称应力 截面积 测出螺纹扭矩和支承面扭矩 两者之和为紧固扭矩值 测出紧固扭矩和支承面扭矩 两者之差为螺纹扭矩
GB/T16823.3-199 在与螺栓屈服点或屈服极限对应的螺栓轴力的50%~80%范围内的任意一点,测定紧固轴力和支 承面扭矩值。但对紧固轴力值的范围和测定点数另有规定时,应按其进行。将测定出的紧固轴力值 (F)和支承面扭矩值(w)代入式(3)求得支承面摩擦系数(w)值(测定点在两点以上时,计算平均值) D (3) 式中 支承面摩擦扭矩的等效直径;当接触的支承面为圆环形时,用式(4计算。 7.4屈服紧固轴力 图3为“紧固转角与紧固轴力、紧固扭矩曲线图”。当图3a曲线的梯度发生剧变时,此点的轴力值即 为屈服紧固轴力值(P);当图3曲线平稳变化时,紧固转角与紧固轴力成比例的部分基本上是直线 的,由该直线的延伸线与从极限紧固轴力点(见7.6)引伸的水平线的交点,可求出对应的紧固转角;该 转角相对应的轴力值为屈服紧固轴力值(F)。 极限紧固轴力F 极限紧固轴力Fh 屈服紧固轴力Fy 屈服紧固轴力F TI Fr 屈服紧固扭矩T 屈服紧固扭矩T 紧固转角b 紧固转角 图3紧固转角与紧固轴力、紧固扭矩曲线图 7.5屈服紧固扭矩 图3为“紧固转角与紧固轴力、紧固扭矩曲线图”。用第74条规定的方法求屈服紧固轴力值(F) 此时,紧固转角相对应的紧固扭矩值为屈服紧固扭矩值(m) 7.6极限紧固轴力 在试验时,将螺栓拧断,从图3关系曲线上2读取最大的紧固轴力,此值为极限紧固轴力值(F如)。 8试验报告 试验报告应有以下内容 a)应区分A类或B类试验;对B类应说明有无垫圈及其安装位置; b)对试验用螺栓应记录以下内容 1)螺栓的品种(标准编号)、规格、产品等级、螺纹长度等; 2)材料和制造方法(材料、热处理、螺纹的加工方法等); 1)测出紧固扭矩和螺纹扭矩,两者之差为支承面扭矩 2)只求极限紧固轴力时,最好连续记录紧固轴力值
在与螺栓屈服点或屈服极限对应的螺栓轴力的 范围内的任意一点 测定紧固轴力和支 承面扭矩 值 但对紧固轴力值的范围和测定点数另有规定时 应按其进行 将测定出的紧固轴力值 和支承面扭矩值 代入式 求得支承面摩擦系数 值 测定点在两点以上时 计算平均值 式中 支承面摩擦扭矩的等效直径 当接触的支承面为圆环形时 用式 计算 屈服紧固轴力 图 为 紧固转角与紧固轴力 紧固扭矩曲线图 当图 曲线的梯度发生剧变时 此点的轴力值即 为屈服紧固轴力值 当图 曲线平稳变化时 紧固转角与紧固轴力成比例的部分基本上是直线 的 由该直线的延伸线与从极限紧固轴力点 见 引伸的水平线的交点 可求出对应的紧固转角 该 转角相对应的轴力值为屈服紧固轴力值 图 紧固转角与紧固轴力 紧固扭矩曲线图 屈服紧固扭矩 图 为 紧固转角与紧固轴力 紧固扭矩曲线图 用第 条规定的方法求屈服紧固轴力值 此时 紧固转角相对应的紧固扭矩值为屈服紧固扭矩值 极限紧固轴力 在试验时 将螺栓拧断 从图 关系曲线上 读取最大的紧固轴力 此值为极限紧固轴力值 试验报告 试验报告应有以下内容 应区分 类或 类试验 对 类应说明有无垫圈及其安装位置 对试验用螺栓应记录以下内容 螺栓的品种 标准编号 规格 产品等级 螺纹长度等 材料和制造方法 材料 热处理 螺纹的加工方法等 测出紧固扭矩和螺纹扭矩 两者之差为支承面扭矩 只求极限紧固轴力时 最好连续记录紧固轴力值
/T16823.3-1997 3)表面处理(支承面的表面粗糙度、是否进行表面处理及其种类等)y 4)力学性能(性能等级、实测的抗拉强度、屈服点或屈服极限值、硬度等); c)对试验用螺母应记录以下内容 1)螺母的品种(标准编号)、规格、产品等级等; 2)材料和制造方法(材料、热处理、螺纹的加工方法等); 3)表面状态(支承面的表面粗糙度、是否进行表面处理及其种类等); 4力学性能(性能等级、实测的保证载荷、支承面硬度等); d)当B类试验采用垫圈时,应记录以下内容 1)垫圈的品种(标准编号)、规格; 2)材料及制造方法; 3)表面状态(表面粗糙度、是否进行表面处理及其种类等) 4力学性能(性能等级、实测的硬度值) e)对试验用垫片应记录以下内容: 1)形状和尺寸 2)材料和制造方法(材料、热处理、支承面的加工方法等); 3)表面状态(表面粗糙度、是否进行表面处理及其种类等); 4力学性能(实测的硬度值) f对试验装置应记录以下内容 1)装置的型式及指标(轴力、扭矩检测方法及其最大许用值、扳拧速度等); 2)驱动方法(自动和手动) 3)记录形式(连续记录或(和)指示器读取)y g)试件固定的状态 1)螺栓、螺母支承面间的距离; 2)螺栓、螺母支承面间的螺纹长度; 3)螺栓旋转或螺母旋转; )有关试件的润滑应记录以下内容: 1)润滑剂的种类或商标; 2)润滑剂的涂敷方法(前处理、涂敷处等); i扳拧速度 j)试验环境应记录温度和湿度等 k)试验结果应记录试件的紧固特性值、特性值分布等 1)对试验数据,必要时,提供试件的紧固特性曲线和特性值的直方图(矩形图); m)其他,如为求出特性值,需记录另有规定的紧固轴力范围和测定点数、同一试件的试验次数(紧 固前的情况)以及试验场所等
表面处理 支承面的表面粗糙度 是否进行表面处理及其种类等 力学性能 性能等级 实测的抗拉强度 屈服点或屈服极限值 硬度等 对试验用螺母应记录以下内容 螺母的品种 标准编号 规格 产品等级等 材料和制造方法 材料 热处理 螺纹的加工方法等 表面状态 支承面的表面粗糙度 是否进行表面处理及其种类等 力学性能 性能等级 实测的保证载荷 支承面硬度等 当 类试验采用垫圈时 应记录以下内容 垫圈的品种 标准编号 规格 材料及制造方法 表面状态 表面粗糙度 是否进行表面处理及其种类等 力学性能 性能等级 实测的硬度值 对试验用垫片应记录以下内容 形状和尺寸 材料和制造方法 材料 热处理 支承面的加工方法等 表面状态 表面粗糙度 是否进行表面处理及其种类等 力学性能 实测的硬度值 对试验装置应记录以下内容 装置的型式及指标 轴力 扭矩检测方法及其最大许用值 扳拧速度等 驱动方法 自动和手动 记录形式 连续记录或 和 指示器读取 试件固定的状态 螺栓 螺母支承面间的距离 螺栓 螺母支承面间的螺纹长度 螺栓旋转或螺母旋转 有关试件的润滑应记录以下内容 润滑剂的种类或商标 润滑剂的涂敷方法 前处理 涂敷处等 扳拧速度 试验环境应记录温度和湿度等 试验结果应记录试件的紧固特性值 特性值分布等 对试验数据 必要时 提供试件的紧固特性曲线和特性值的直方图 矩形图 其他 如为求出特性值 需记录另有规定的紧固轴力范围和测定点数 同一试件的试验次数 紧 固前的情况 以及试验场所等