ICS 21. 060. 01 J 13
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中华人民共和国国家标准
GB/T16823.3—2010/ISO16047.2005
代替GB/T16823.3—1997
紧固件 扭矩-夹紧力试验
Fasteners-Torque/clamp force testing
(ISO16047:2005,IDT)
2011-10-01实施
2011-01-10发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 中华人民 共 和 国
国家标准紧固件扭矩-夹紧力试验
GB/T16823.3—2010/ISO16047:2005
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中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号
邮政编码：100045 网址www.spc.net.cn 电话：6852394668517548
中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷
各地新华书店经销
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开本880×12301/16 印张1字数25千字 2011年8月第一版 反2011年8月第一次印刷
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书号：155066·1-42786
如有印装差错 告由本社发行中心调换
版权专有侵权必究举报电话：（010)68533533 GB/T16823.32010/ISO16047:2005
前言
GB/T16823的本部分（以下简称本部分）是螺纹紧固件扭-拉关系”系列标准之一，该系统包括：
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/T16823.3一2010紧固件扭矩-夹紧力试验。
本部分是GB/T16823的第3部分。 本部分等同采用ISO16047：2005《紧固件扭矩-夹紧力试验》（英文版），主要编辑性修改如下：一在引用文件中，用我国标准代替国际标准（第2章）。 本部分代替GB/T16823.3一1997《螺纹紧固件紧试验方法》。 本部分与GB/T16823.3—1997相比主要变化如下：
修改标准名称；规定适用于由碳钢和合金钢制造的、螺纹规格为M3～M39的紧固件（第1章）；一紧固件的机械性能应分别符合GB/T3098.1、GB/T3098.2或GB/T3098.4的规定（第1章）；规定了试验应在室温下进行，而标准的试验条件为10℃～35℃（第1章）；调整引用标准（第2章）；增加了术语与定义、代号及其含义（第3章、第4章）；增加了总摩擦系数（见10.2)：增加了极限紧固扭矩（见10.8）； -取消旧标准图3“紧固转角与紧固轴力、紧固扭矩曲线图”，并规定：有多种方法确定届服夹紧力（屈服紧固扭矩），具体使用方法由合同双方协议（见10.5、10.6）；规定极限夹紧力应在试验过程中，当夹紧力达到最大时读出（见10.7）；一调整了各种摩擦系数的确定方法和计算公式（第10章）。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85)归口。 本部分负责起草单位：中机生产力促进中心。 本部分参加起草单位：机械工业通用零部件产品质量监督检测中心、宁波九龙紧固件制造有限公
司、北京科瑞思测控科技有限公司、浙江泽恩标准件有限公司、上海申光高强度螺栓有限公司。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T16823.31997。
I GB/T16823.3-—2010/IS016047:2005
紧固件扭矩-夹紧力试验
1范围
GB/T16823的本部分规定了螺纹紧固件和相关零件进行扭矩-夹紧力试验的条件。 本部分主要适用于由碳钢和合金钢制造的、螺纹规格为M3～M39的螺栓、螺钉、螺柱和螺母。其
机械性能应分别符合GB/T3098.1、GB/T3098.2或GB/T3098.4。本部分也适用于符合ISO68-1规定的其他内、外螺纹紧固件连接副。
本部分不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件，也不适用于有锁紧性能，自攻或自挤成型的螺纹紧固件。
除非另有协议，试验在室温下进行。而标准的试验条件为10℃～35℃。 本部分规定的方法可以确定螺纹紧固件与相关零件的紧固特性。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T16823的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T70.1内六角圆柱头螺钉（GB/T70.1—2008，ISO4762:2004，MOD） GB/T96.1大垫圈A级(GB/T96.1—2002eqvISO7093-1:2000) GB/T192 普通螺纹基本牙型（GB/T192-2003ISO68-1：1998，MOD) GB/T228 金属材料室温拉伸试验方法（GB/T228—2002，eqvISO6892：1998） GB/T3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱（GB/T3098.1—2010，ISO898-1:1999,IDT) GB/T3098.2 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹（GB/T3098.2—2000，idtISO898-2:1992） GB/T 3098.4 紧固件机械性能螺母细牙螺纹（GB/T3098.4—2000，idtISO898-6：1994) GB/T3103.3 紧固件公差平垫圈（GB/T3103.3—2000，idtISO4759-3:2000） GB/T5267.1 紧固件电镀层（GB/T5267.1—2002，ISO4092：1999，IDT） GB/T5267.2 紧固件非电解锌片涂层（GB/T5267.2—2002，ISO10683：2000，IDT） GB/T5277 紧固件螺栓和螺钉通孔（GB/T5277—1985，eqvISO273：1979） GB/T5782 六角头螺栓（GB/T5782—2000，eqvISO4014：1999） GB/T 5783 六角头螺栓全螺纹（GB/T5783-2000，eqvISO4017:1999） GB/T5785 六角头螺栓细牙（GB/T5785—2000，eqvISO8765：1999） GB/T 6170 1型六角螺母（GB/T6170—2000，eqvISO4032：1999) GB/T6171 1型六角螺母细牙（GB/T6171—2000，eqvISO8673:1999） GB/T6175 2型六角螺母（GB/T6175—2000，eqvISO4033：1999） GB/T6176 2型六角螺母细牙（GB/T6176—2000，eqvISO8674：1999) GB/T16674.1六角法兰面螺栓小系列（GB/T16674.1—2004，ISO15071:1999,MOD) GB/T16674.2六角法兰面螺栓细牙小系列(GB/T16674.2—2004，ISO15072：1999，MOD)
3术语与定义
下列术语与定义适用于本部分。
1 GB/T16823.3—2010/IS016047:2005
3. 1
夹紧力 clampforce F 拧紧过程中，作用在螺栓杆部的拉力或被连接零件之间的压力。
3. 2
屈服夹紧力 yieldclampforce F, 拧紧时，在复合应力状态下，螺杆或啮合螺纹达到屈服时的夹紧力。
3.3
极限夹紧力 ultimate clamp force F. 在复合应力状态下，螺杆断裂前可能产生的最大夹紧力。
3. 4
紧固扭矩 tightening torque 扳紧扭矩 wrenching torque 施加扭矩 applied torque 7 拧紧时，施加于螺母或螺栓头部的扭矩。
3. 5
屈服紧固扭矩 yield tightening torque T, 达到屈服夹紧力的紧固扭矩，
3.6
螺纹扭矩 thread torque Tth 拧紧过程中，通过啮合螺纹作用于螺栓杆部的扭矩。
3.7
支承面摩擦扭矩 brering surface friction torque T. 拧紧过程中，通过支承面作用于被连接件之间的扭矩。
3.8
极限紧固扭矩 ultimate tightening torque T. 达到极限夹紧力的紧固扭矩。 代号与含义使用的代号及其含义或名称，见表1。
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表 1
代号 d dz d4
代号含义或名称
螺纹公称直径 nominal thread diameter 螺纹中径 basic pitch diameter of thread 试验夹具的孔径 diameter of hole of test fixture
2 GB/T16823.32010/IS0160472005
表1(续）
代号 D.
代号含义或名称
螺栓通过的挚圈或支承零件的孔径（公称值） clearance hole diameter of washer or bearing part (nominal value) 螺母或螺栓头下支承面的摩擦直径（理论的或实测的） diameter of bearing surface under nut or bolt head for friction(theoretical or measured) 支承面外径dmin或dmin(见产品标准） outer diameter of bearing surface,dmin or d min (see product standards) 支承垫片的直径 diameter of plain area of bearing plate 夹紧力 clamp force 保证载荷（按GB/T3098.1GB/T3098.2或GB/T3098.4) proof load according to ISO 898-1, ISO 898-2 or ISO 898-6,whichever is relevant 极限夹紧力 ultimate clamp force 届服夹紧力 yield clamp force 试验垫片或试验垫圈的厚度 thickness of test-bearing plate or test washer 扭矩系数 torque coefficient,K-T/Fd 夹紧长度 clamp length 支承面之间完整螺纹的长度 length of complete thread between bearing surfaces 螺距 pitch of the thread 紧固扭矩 tightening torque 支承面摩擦扭矩 bearing surface friction torque 螺纹扭矩 thread torque 极限紧固扭矩 ultimate tightening torque 屈服紧固扭矩 yield tightening torque 转角角度 rotation angle 螺母或螺栓支承面摩擦系数 coefficient of friction between bearing surfaces under nut or bolt head 螺纹摩擦系数 coefficient of friction between threads 总摩擦系数 coefficient of total friction
D,
D. D, F F, F. F, H K L. Lt P T T, Ta I. T, 6 山 fa Iot
5 试验原理 5. 1 通则
紧固扭矩平稳地作用于螺栓-螺母连接副或者螺钉-螺母连接副以产生夹紧力，测量和（或）确定个或更多紧固特性。这些特性包括摩擦系数、总摩擦系数、螺纹摩擦系数、支承面摩擦系数、屈服夹紧力、屈服紧固扭矩、转角和极限夹紧力。在弹性变形的范围内，扭矩与夹紧力理论上呈线性关系。
注：对螺柱只能测定螺纹摩擦系数。 有两种不同目的的试验： a) 在标准条件下，紧固件的紧固特性试验（见第8章），即使用7.2.2和7.2.3规定的试验垫板或
试验垫圈（HH型或HL型），以及7.3和7.4规定的试验螺母和试验螺栓。 b) 在特殊情况下，紧固件的紧固特性试验见第9章。 拟测定的紧固特性与参数/项目间的关系见表2。
3 GB/T16823.3—2010/ISO16047:2005
用不同方法描述不同表面状态和润滑状态下，螺栓连接副的扭矩-夹紧力关系，见5.2～5.4。
表 2 被测参数/项目
可测的紧固特性
条款序号
支承面摩擦扭矩T
夹紧力F 紧固扭矩T 螺纹扭矩Tb
转角8
扭矩系数总摩擦系数螺纹摩擦系数支承面摩擦系数屈服夹紧力屈服紧固扭矩极限夹紧力极限紧固扭矩 5.2摩擦系数的确定
0 0 0 0 0
0 0
10. 1 10.2 10. 3 10.4 10. 5 10. 6 10. 7 10. 8
一
0
0
0 0
-
0
0 0
0
在最普通的摩擦条件下，如不考虑紧固件的形状和尺寸，则可用于测定各种摩擦系数（见10.2～ 10.4）。摩擦系数是一个无量纲数据，由可测量的物理特性计算得出，它取决于所连结的表面类型和几何形状。所需的测量方法是相当昂贵的，因为必须有一个测量夹紧力的传感器和至少两个不同扭矩的传感器，并且需要测得所有相关的几何尺寸（d2，P，D）。为确定摩擦系数，在相同摩擦条件下，对所有规格范围内的紧固件可用扭矩-夹紧力计算。 5.3扭矩系数K(K-指数)的确定
扭矩系数K的测量方法是比较简单的，可由公式K=T/(Fd)计算得出（见10.1)。在这种情况下，仅与d有关。这表示K-指数仅由一个尺寸限定。为确定K，需要测出夹紧力F和拧紧扭矩T。
在相同摩擦条件、相同尺寸d和相同几何面积的紧固件上，K-指数可以用于扭矩-夹紧力的计算。 5.4比值T/F的确定
最简单也是最高级的方法是测量出纯理论的扭矩和夹紧力的关系。T/F的比值仅用于非常特殊的连接研究。这时，不需要知道紧固件的尺寸和形状。 6设备 6.1试验机
试验机应能自动地或者通过手动旋转螺母或螺栓（钉)头施加紧固扭矩，并装有能够测量表2所列项目的装置，除非另有规定，测量相对误差应在2%范围内。角度测量允许误差为2°或测量值的2%（取二者中的较大值）。仲裁时，应使用能定速旋转的可控机动工具拧紧，试验结果用电子仪器记录。
试验机的刚度，包括载荷传感器和夹具的刚度，都很重要，在整个试验过程中不能变化。 6.2试验夹具
试验夹具应能承受紧固轴力和支承面摩擦扭矩的复合载荷，而不应产生永久变形和位移。图1给出试验夹具的基本要求。
试验螺柱时，夹具和试验件的安装类似图1a)所示。但只能检测拧入螺母端，试验前，螺柱拧入基体端不应转动。
4 GB/T16823.3—2010/IS016047:2005
a）螺母试件
b）螺栓试件
试验垫片，试验垫圈或者专用垫圈；螺母试件；试验螺栓(或试验螺钉)；试验装置（夹紧元件）；螺栓(或螺钉)试件；试验螺母。
2 3
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6-
*应采用适当的方法固定试验垫片或试验垫圈和螺栓头部或螺母以防止转动，并应对中。 b在达到屈服夹紧力或极限夹紧力的情况下，L.至少为1d。 “d，符合GB/T5277精装配系列的规定.
图1夹具和试件装夹
7检测零件 7.1通则
检测零件应与零件试件相匹配，在标准条件下，对螺栓、螺钉或螺母进行检测，应使用规定的试验零件（试验垫圈、试验垫片、试验螺
母、试验螺栓、试验螺钉），见图1。试验零件应按7.2～7.4的规定。
试验前应清除试验件上的所有油脂、油和其他污物。应使用超声波法，以及符合健康及安全要求的溶液去除油污。如有争议，去油污的方法由合同双方协议确定。 7.2试验垫片或试验垫圈 7.2.1类型
试验垫片或试验垫圈有高硬度（率硬的，HH型）或低硬度（HL型）两种。除非需方在订货时有其他要求，供应商应按经验选择试验垫片或试验垫圈及其表面状态。 7.2.2HH型试验垫片或试验垫圈
硬度：50HRC~60HRC。 表面粗糙度：Ra0.5土0.3。 通孔：孔径（d）按GB/T5277中等装配系列、无倒角、无沉孔。 厚度：试验垫片或试验垫圈的最小厚度h应符合GB/T96.1的规定。 同一零件的厚度差（△h)见表3，同一零件厚度差的定义见GB/T3103.3。 平面度：按GB/T3103.3中A级的规定。 表面状态：a）表面无镀覆层、无油污；
b）按A1J(GB/T5267.1电镀锌、1μm、光亮-无色），并去油脂。
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