螺栓連接緊固原理介紹資料

1、螺栓連接緊固原理介紹2 2/ /2222一、認(rèn)識(shí)螺栓一、認(rèn)識(shí)螺栓u螺栓的定義：由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件。u螺栓的分類：u頭部形狀：六角頭、圓頭、方形頭、沉頭等；u螺紋長(zhǎng)度：全螺紋和半螺紋；u螺紋牙型：三角形、梯形、管形等；u螺紋旋向：右旋和左旋3 3/ /2222一、認(rèn)識(shí)螺栓一、認(rèn)識(shí)螺栓4 4/ /2222一、認(rèn)識(shí)螺栓一、認(rèn)識(shí)螺栓u螺栓的規(guī)格：(GB/T 1237)螺栓尺寸圖5 5/ /2222一、認(rèn)識(shí)螺栓一、認(rèn)識(shí)螺栓u螺栓的螺紋規(guī)格決定了所使用扳手的規(guī)格(GB/T 4388)螺紋直徑螺紋直徑d/mm對(duì)邊尺寸對(duì)邊尺寸s/mm扳手尺寸扳手尺寸S/mm螺紋直徑螺紋直

2、徑d/mm對(duì)邊尺寸對(duì)邊尺寸s/mm扳手尺寸扳手尺寸S/mmM588M182727M61010M203030M81313 /14M223232M101716/17M243636M121918/19M274141M142222M304646M162424M3655556 6/ /2222一、認(rèn)識(shí)螺栓一、認(rèn)識(shí)螺栓u螺栓的性能等級(jí)(GB/T 3098.1-2010)u螺栓的性能等級(jí)標(biāo)號(hào)會(huì)印在其頭部，一般用X.Y表示uX*100=此螺栓材質(zhì)的公稱抗拉強(qiáng)度值，單位：MPauX*100*(Y/10)=此螺栓的屈服強(qiáng)度值，單位：MPau性能等級(jí)分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9

3、、12.9等10余個(gè)等級(jí)u高強(qiáng)度螺栓：指的是性能等級(jí)為8.8級(jí)及以上的螺栓，其材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火）u普通螺栓：其余通稱普通螺栓，可分為精制螺栓（A、B級(jí)：5.6或8.8）和粗制螺栓（C級(jí)），性能等級(jí)一般為4.6或4.87 7/ /2222二、螺栓連接原理二、螺栓連接原理u螺栓連接：螺栓與螺母配合，用于緊固連接兩個(gè)帶有通孔的元件，屬于可拆卸連接。u螺栓連接類型，根據(jù)螺桿與通孔的配合程度可分為：u普通螺栓連接：裝配后孔與桿間有間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，可多次裝拆，應(yīng)用較廣u鉸制孔螺栓連接：裝配后無(wú)間隙，主要承受橫向載荷，也可作定位用孔比螺桿大0.5mm-1mm孔比螺桿大

4、0.3mm-0.5mm8 8/ /2222二、螺栓連接原理二、螺栓連接原理u螺栓連接的工作原理u胡可定律：固體材料受力之后，材料中的應(yīng)力與應(yīng)變(單位變形量)之間成線性關(guān)系應(yīng)力應(yīng)變塑性范圍極限抗拉強(qiáng)度螺栓失效破壞點(diǎn)彈性范圍屈服強(qiáng)度9 9/ /2222二、螺栓連接原理二、螺栓連接原理u螺栓連接受力分析(一)u螺栓抗剪連接：主要靠螺栓桿與孔壁互相擠壓傳力u螺栓抗拉連接：主要靠螺栓緊固后的預(yù)緊力u當(dāng)被連接構(gòu)件的剛度較大且螺栓對(duì)稱布置時(shí)，則每個(gè)螺栓將平均承擔(dān)作用在連接處的拉力；當(dāng)被連接構(gòu)件的剛度較小時(shí)，則連接處翼緣會(huì)發(fā)生彎曲變形，產(chǎn)生杠桿力。FNF只受剪力只受拉力 剪力和拉力共同作用1010/ /222

5、2二、螺栓連接原理二、螺栓連接原理u螺栓連接受力分析(二)u除了剪切力和拉力之外，還會(huì)受到：振動(dòng)、溫度、側(cè)向應(yīng)力（風(fēng)力、流量、壓力等）、負(fù)載的改變等其他的一些作用力壓力壓力側(cè)向應(yīng)力側(cè)向應(yīng)力振動(dòng)振動(dòng)+/- oC緊固不足緊固不足緊 固 過(guò)緊 固 過(guò)度度螺栓由于振動(dòng)或循環(huán)載荷而松脫墊片接觸面損壞沒有壓緊力法蘭轉(zhuǎn)動(dòng)墊片過(guò)度壓緊裂紋頸縮1111/ /2222三、螺栓緊固方法三、螺栓緊固方法u螺栓緊固方法有三種：u扭矩緊固法：其原理是扭矩大小和軸向預(yù)緊力之間存在一定關(guān)系。該緊固方式操作簡(jiǎn)單、直觀，目前被廣泛采用u轉(zhuǎn)角緊固法：旋轉(zhuǎn)角度與螺栓伸長(zhǎng)量和被擰緊件松動(dòng)量的總和大致成比例關(guān)系，因而可采取按規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度

6、來(lái)達(dá)到預(yù)定擰緊力的方法u屈服點(diǎn)緊固法：理論目標(biāo)是將螺栓擰緊到剛過(guò)屈服極限點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變塑性范圍極限抗拉強(qiáng)度螺栓失效破壞點(diǎn)彈性范圍屈服強(qiáng)度1212/ /2222三、螺栓緊固方法三、螺栓緊固方法u扭矩緊固法u通過(guò)旋轉(zhuǎn)緊固件的螺母部分來(lái)對(duì)緊固件施加預(yù)緊力u所施加的力矩符合5-4-1規(guī)則通過(guò)螺桿的拉伸來(lái)獲得預(yù)緊力施加扭矩在螺紋上涂上潤(rùn)滑劑在螺母表面使用潤(rùn)滑劑僅在螺柱/螺栓緊固部分的尾部潤(rùn)滑栓頭摩擦栓頭摩擦螺紋摩擦螺紋摩擦預(yù)緊力預(yù)緊力通常情況50%40%10%栓頭加潤(rùn)滑45%40%15%螺紋加潤(rùn)滑50%30%20%螺紋有缺陷50%45%5%1313/ /2222三、螺栓緊固方法三、螺栓緊固方法u螺栓緊固順序

7、原則u按先中間、后兩邊、對(duì)角、順時(shí)針方向依次、分階段緊固u一般分兩段緊固：第一步擰50%左右的力矩；第二步擰100%的力矩u螺栓末端應(yīng)露出螺母外13個(gè)螺距1414/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u1、準(zhǔn)備螺栓裝配前u應(yīng)檢查螺栓、螺母是否干凈、生銹，有無(wú)毛刺、磕碰；u檢查被連接件與螺栓、螺母接觸的平面，是否與螺栓孔垂直；u還應(yīng)檢查螺栓與螺母配合的松緊程度u2、螺母和平墊圈裝配時(shí)，螺母和墊圈均反面靠近被連接件u螺母標(biāo)有字樣的一面為正面，墊圈圓滑一面的為正面u3、施力操作要領(lǐng)(僅供參考)：螺栓規(guī)格螺栓規(guī)格d/mm施加扭矩施加扭矩M/N.m操作要領(lǐng)操作要領(lǐng)螺栓規(guī)格螺栓規(guī)格d/mm

8、施加扭矩施加扭矩M/N.m操作要領(lǐng)操作要領(lǐng)M63.5只加腕力M1671加全身力M88.3加腕力肘力M20137加全身重量M1016.4加全身臂力M24235加全身重量M1228.5加上半身力1515/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u4、螺栓連接的防松，關(guān)鍵在于防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，常見的螺栓放松方法有三種：u摩擦防松u彈簧墊片防松u雙螺母防松u自鎖螺母防松u機(jī)械防松u開口銷防松u止動(dòng)墊片防松u永久防松u沖邊法防松u粘合防松1616/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u5、螺栓拆卸常見問題u擰松管道、閥門的法蘭盤螺栓時(shí)：u應(yīng)先松遠(yuǎn)離身體的一半螺栓，使殘存的

9、油、汽、水從對(duì)面排出，以防被噴淋、燙傷u螺栓有膠水?dāng)Q不開的情況：u大多數(shù)膠水是有機(jī)溶液，可以用香蕉水或酒精浸泡半個(gè)小時(shí)，或用酒精棉花蓋在螺栓上，時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn)，就可將膠水溶解u螺栓生銹擰不開的情況：u噴WD-40，等半小時(shí)后，噴霧會(huì)滲透到螺栓中間溶解銹塊u其他方法：震動(dòng)、潤(rùn)滑、火烤、電鉆u螺栓滑牙擰不開的情況：u可用腐蝕性溶液，把螺栓慢慢腐蝕掉，如稀硫酸、鹽酸u金屬用酸，塑料用堿1717/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u6、螺栓使用常見誤區(qū)u以粗代細(xì)：u一些重要聯(lián)接件，如傳動(dòng)軸、飛軸等，其螺栓多用細(xì)牙螺紋u細(xì)牙螺栓螺距和外角較小，具有強(qiáng)度高、自鎖性能好等優(yōu)點(diǎn)，承受沖擊、振動(dòng)和交

10、換載荷的能力強(qiáng)u用粗牙螺栓代用后，易松動(dòng)或脫、拆斷，造成事故u孔隙不配：u承受橫向載荷和剪切力作用的螺栓（如傳動(dòng)軸螺栓、飛輪螺栓），它們與螺栓孔的配合為過(guò)渡配合，裝配應(yīng)結(jié)實(shí)可靠，又能承受側(cè)向力u在裝配中若不注意檢查，螺栓與螺栓孔之間出現(xiàn)較大間隙時(shí)仍然安裝，結(jié)果有可能發(fā)生螺栓松動(dòng)或切斷事故1818/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u6、螺栓使用常見誤區(qū)u加厚螺母：u錯(cuò)誤觀點(diǎn)：加厚螺母可以增加螺紋的工作圈數(shù)，從而提高聯(lián)接件的可靠性u(píng)其實(shí)螺母越厚，各圈螺紋間的載荷分布越不均勻，越容易導(dǎo)致連接件松動(dòng)u一母多墊：(2個(gè))u有時(shí)會(huì)出現(xiàn)裝配后的螺栓過(guò)長(zhǎng)現(xiàn)象，于是有人便在一個(gè)螺栓上裝上許多

11、彈簧墊圈u在緊固過(guò)程中彈簧墊圈受力不均，有的會(huì)折斷，使螺栓的預(yù)緊力下降u或者產(chǎn)生偏心載荷，降低了螺栓的連接可靠性1919/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u6、螺栓使用常見誤區(qū)u墊圈過(guò)大：(GB/T 97.1-2002 表1中M5M36：墊圈內(nèi)徑大于螺紋大徑0.3mm1mm)u錯(cuò)誤做法：由于缺少合適的墊圈，便用內(nèi)徑較大的墊圈代替u這樣螺栓頭部下面與墊圈接觸面積小，墊圈的承壓力或鎖止力下降，在振動(dòng)和沖擊載荷作用下，螺栓易松動(dòng)u扭矩不符：u錯(cuò)誤觀點(diǎn)：認(rèn)為螺栓應(yīng)“寧緊不松”，于是便有意識(shí)地加大螺栓的擰緊力矩u造成后果：導(dǎo)致螺栓滑扣，甚至擰斷u錯(cuò)誤做法：對(duì)于需用扭矩?cái)Q緊的重要螺栓，又圖省事用活動(dòng)扳手去擰u造成后果：因扭矩不足而松動(dòng)，釀成故障2020/ /2222四、螺栓使用注意事項(xiàng)四、螺栓使用注意事項(xiàng)u6、螺栓使用常見誤區(qū)u鎖止不當(dāng)：重要螺栓裝配后應(yīng)采取防松裝置鎖止u采用開口銷鎖止時(shí)，常見的錯(cuò)誤是用過(guò)細(xì)的開口鎖或半片開口鎖鎖止u采用彈簧墊圈鎖止時(shí)，常見的錯(cuò)誤是墊圈開口錯(cuò)距過(guò)小，失去彈性u(píng)采用鎖片鎖止時(shí)，常見的錯(cuò)誤是將鎖片鎖在螺母的棱角處u采用雙螺母鎖止時(shí)，常見的錯(cuò)誤是將