螺栓原理及裝配工藝課件

螺栓原理及裝配工藝螺栓原理及裝配工藝螺栓原理介紹第一次就正確緊固什么是螺栓連接螺栓和螺母的功能和工作原理有墊片的螺栓連接小結(jié)螺栓原理及裝配工藝受控緊固過(guò)度緊固沒有緊固安全性重做的成本潛在的事故隱患可靠性排放/污染災(zāi)難‘第一次就正確緊固’連接完整性

–目標(biāo)螺栓原理及裝配工藝概述什么是螺栓連接？我們通常會(huì)想到石油石化管道和法蘭，但是…螺栓原理及裝配工藝概述任何兩個(gè)用螺紋連接的部件螺栓原理及裝配工藝連接部件

和

螺栓和螺母

的

功能和工作原理螺栓原理及裝配工藝連接部件中間放入墊片用螺栓使部件連接在一起

連接部件連接部件和工作原理螺栓原理及裝配工藝壓力壓力螺栓被正確緊固部件之間產(chǎn)生夾緊力墊片被壓緊，并在連接件之間起到密封效果

連接部件和工作原理螺栓原理及裝配工藝除了內(nèi)部的載荷，連接件可能會(huì)承受更多的分離載荷，它們包括但也不局限于：壓力壓力側(cè)向應(yīng)力振動(dòng)+/-oC

振動(dòng)

溫度的循環(huán)作用

側(cè)向應(yīng)力(風(fēng)力,流量,壓力等等)

負(fù)載的改變

例如:

當(dāng)一駕吊車在起吊重物時(shí),在物體剛離地

和在半空中承受的負(fù)載時(shí)不一樣的

因此螺栓必須被正確的緊固到正確扭矩以承受會(huì)使連接件分離的附加的作用力使連接件分離的作用力螺栓原理及裝配工藝定義:

螺栓和螺母的主要作用在于將兩件構(gòu)件用準(zhǔn)確的作用力連接在一起，以防止在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象。緊固不足緊固過(guò)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)度壓緊裂紋頸縮螺栓和螺母的作用螺栓原理及裝配工藝在螺栓已經(jīng)緊固的情況下，部件所承受的工作載荷會(huì)降低部件之間的壓緊力螺栓必須預(yù)緊到一個(gè)額定的數(shù)值以抗衡在部件工作中所承受的所有載荷如果工作載荷超過(guò)了此數(shù)值會(huì)導(dǎo)致螺栓失效并造成部件分離螺栓和螺母的作用螺栓原理及裝配工藝螺栓和螺母的工作原理螺栓作用類似彈簧由螺栓連接的部件也類似彈簧螺栓原理及裝配工藝螺栓和螺母的工作原理

胡克定律應(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

螺栓原理及裝配工藝螺栓材料在對(duì)緊固件進(jìn)行擰緊時(shí)，了解緊固件材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的有許多材料可以適合制造緊固件，對(duì)材料的選擇基本是根據(jù)許多不同因素，例如：應(yīng)用的場(chǎng)合對(duì)負(fù)載的要求(材料強(qiáng)度)安裝的方法螺栓原理及裝配工藝螺母材料等級(jí)螺栓上表面刻有型號(hào)等標(biāo)示螺栓直徑螺母

AF尺寸(對(duì)邊尺寸)螺栓材料等級(jí)螺母下表面平整的接觸面螺母和螺栓的標(biāo)識(shí)六角螺母和螺栓的標(biāo)識(shí)8.8螺栓原理及裝配工藝公制螺紋螺母和螺栓的標(biāo)識(shí)生產(chǎn)商第一個(gè)數(shù)=1/100螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度 100×8=800N/mm2

第二個(gè)數(shù)=螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值 0.8兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力

800*0.8=640N/mm2

螺栓能承載的拉力載荷速算*：面積**X屈服應(yīng)力*準(zhǔn)確的數(shù)值還需要考慮潤(rùn)滑等其他因素**面積應(yīng)為應(yīng)力截面積，速算用直徑可參考0.85-0.92螺栓標(biāo)準(zhǔn)直徑螺栓原理及裝配工藝螺母和螺栓的標(biāo)識(shí)螺栓原理及裝配工藝螺栓和螺母的標(biāo)識(shí)螺母的對(duì)邊尺寸可由下面的公式計(jì)算為:(螺栓直徑x1.5)

+0.125例如：

11/4”8UNBolt(1.25x1.5)+0.125=2”A/F

兩種常見的螺紋形式:英制尺寸：3/4-8*3”米制尺寸:M20-3.5*1508TPImm(e.g.3.5)標(biāo)準(zhǔn)直徑(英寸)標(biāo)準(zhǔn)直徑(mm)A/F=對(duì)邊尺寸對(duì)于

M33到

M85的米制尺寸螺栓螺母的A/F尺寸

每次增加

5mm:M33x3.5

50mmA/FM36x4

55mmA/FM39x4

60mmA/F小于M33的螺栓

A/F尺寸大約可計(jì)算為：1.5x螺栓直徑螺栓原理及裝配工藝螺栓的涂層在對(duì)緊固件進(jìn)行擰緊時(shí)，需知道緊固件的表面涂層緊固件表面涂層的種類有很多，如何選擇涂層的材料需要考慮很多因素，其中包括：部件的使用工況對(duì)防腐蝕的要求陰極保護(hù)裝飾作用適合安裝的方法螺栓原理及裝配工藝含有墊片的連接螺栓原理及裝配工藝壓力壓力包含有墊片的部件安裝墊片壓緊螺栓被正確緊固部件之間產(chǎn)生夾緊力墊片被壓緊，并在連接件之間起到密封效果

螺栓原理及裝配工藝廣泛應(yīng)用于高溫、高壓的環(huán)境，不同的設(shè)計(jì)、金屬和非金屬材料的組合能使之應(yīng)用于多種不同場(chǎng)合，抗腐蝕、抗有毒物質(zhì)能力較強(qiáng).最初應(yīng)用于石油石化行業(yè)，適用于高溫、高壓的應(yīng)用，例如石油挖掘開采、閥、管道、高壓反應(yīng)容器環(huán)狀金屬墊片(RTJ)軟式墊片(CNAF)特殊墊片設(shè)計(jì)金屬纏繞墊片(SWG)主要用于較低的壓力和溫度環(huán)境，例如水管、發(fā)動(dòng)機(jī)等絕緣墊片，能夠抗腐蝕。它們大多也能抵御油、氣管道中的雜散電流，增加連接件陰極保護(hù)的有效性，減少電解腐蝕墊片種類常用墊片種類螺栓原理及裝配工藝螺栓原理螺栓連接的應(yīng)用并不只限于管道螺栓在部件連接面產(chǎn)生壓緊力螺栓的工作原理是被拉伸然后回縮螺栓僅在彈性范圍內(nèi)工作。不同材料的螺栓的強(qiáng)度性能會(huì)有所區(qū)別。螺栓應(yīng)力必須足夠大以抵抗部件在使用過(guò)程中各種使部件分離的應(yīng)力，但同時(shí)應(yīng)力也不能太大而造成連接件的損壞壓力容器或管道通常需要墊片來(lái)防止泄露小結(jié):螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固什么是扭矩?作用力使物體繞著支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向旋轉(zhuǎn)力螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固什么是扭矩緊固?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)緊力的應(yīng)用緊固件的拉伸

(預(yù)緊力)螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固我們測(cè)量施加的扭矩我們想要測(cè)得的是夾緊力螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固施加的扭矩減去摩擦損失等于螺栓殘余應(yīng)力*

螺栓殘余應(yīng)力=預(yù)緊力螺栓在緊固后剩余的應(yīng)力螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固用扭力扳手施加的力矩會(huì)轉(zhuǎn)化成三種力：1.拉伸螺栓的作用力+2.克服螺栓螺紋摩擦的作用力+3.螺母和連接部件表面摩擦的作用力螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固50%

螺母支撐面的摩擦力10%

有用的螺栓殘余應(yīng)力（極端情況，一般為30%)40%

螺紋之間的摩擦力螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固

–潤(rùn)滑摩擦點(diǎn)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螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固

–潤(rùn)滑20406080100120扭矩

-LbFt01234567891011螺栓殘余應(yīng)力

(Tons)輕型潤(rùn)滑油mu=0.15干燥，無(wú)潤(rùn)滑mu=0.2使用鉬潤(rùn)滑脂mu=0.1(施加的力)螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固

–潤(rùn)滑2.5英寸

(M64)的螺栓擰緊螺栓需要194,400lbf(865kN)潤(rùn)滑情況

-干燥系數(shù)=0.225擰緊時(shí)所需要的扭矩11,136lbs.ft(15.4kNm)二硫化鉬潤(rùn)滑劑-干燥系數(shù)=0.1擰緊時(shí)所需要的扭矩5,707lbs.ft(7.37kNm)舉例:螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固順序負(fù)載集中（偏載）

當(dāng)在施加扭矩時(shí)，我們通常是一個(gè)接一個(gè)的對(duì)螺栓進(jìn)行緊固。在這種情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)載集中。為了避免這種情況，我們需要采用特定的步驟來(lái)對(duì)螺栓進(jìn)行緊固，即使用設(shè)定的扭矩分階段、用特定的模式對(duì)螺栓進(jìn)行緊固。對(duì)螺栓施加漸進(jìn)的、統(tǒng)一的扭矩。螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固順序應(yīng)力分散

在施加扭矩時(shí)，我們通常是一個(gè)接一個(gè)的對(duì)螺栓進(jìn)行緊固。這會(huì)造成應(yīng)力分散1234我們先擰緊1、2號(hào)螺栓，然后是3、4號(hào)在這種情況下，3、4號(hào)螺栓會(huì)分享1、2號(hào)螺栓的部分應(yīng)力1、2號(hào)螺栓因此會(huì)產(chǎn)生些許的松動(dòng)，但當(dāng)連接件是由更多的螺栓進(jìn)行緊固時(shí)，這種分享應(yīng)力的情況會(huì)被中和減少螺栓原理及裝配工藝扭矩緊固順序扭矩?cái)Q緊形式使用扳手時(shí):2-3個(gè)螺紋高于螺母上表面123485671234123486712591011重復(fù)以上的步驟3次分別使用1/3,2/3和

全額扭矩結(jié)束上述步驟后，從1號(hào)螺栓開始順時(shí)針對(duì)所有螺栓用全額扭矩進(jìn)行再次的擰緊螺栓原理及裝配工藝扭矩扳手

–拆卸拆卸在擰松螺栓時(shí)，一般需要比緊固時(shí)更高的扭矩這主要是因?yàn)楦g；螺紋的形變等，所以在拆卸緊固件時(shí)所需要的扭矩一般不能被完全正確的計(jì)算出來(lái)較簡(jiǎn)單的算法時(shí)，