螺栓链接ppt课件

普通螺栓连接 高强螺栓连接 一 普通螺栓连接的构造 1 螺栓的规格 1 普通螺栓的形式为六角头型 其代号用M和公称直径数表示 如M16 M20等 3 分为A级 B级和C级三种 2 常用螺栓直径为d 16 20 24mm 1普通螺栓连接 4 C级为粗制螺栓 螺杆表面粗糙 螺孔直径比螺杆大1 5 2mm 制作安装方便 C级螺栓变形大 多用于围护结构或次要结构连接 3 A级和B级为精制螺栓 螺杆 螺孔加工精度高 制作安装复杂 螺栓分类 螺栓等连接紧固件由于应用比较广泛 对产品等级要求不同 因此将螺栓产品等级分为A B C三个等级 其中A级最精确 C级最不精确 B级介于两者之间 A级用于重要的 装配精度高的以及受较大冲击 振动或变载荷的地方 A级用于d 1 6 24mm和l 10d或l 150mm的螺栓 B级用于d 24mm或l 10d或l 150mm的螺栓 细杆B级为M3 M20六角法兰面螺栓 防松性能更好 C级为M5 M64之间 螺栓强度等级 螺栓性能等级分3 6 4 6 4 8 5 6 6 8 8 8 9 8 10 9 12 9等10余个等级 其中8 8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理 淬火 回火 通称为高强度螺栓 其余通称为普通螺栓 螺栓性能等级标号有两部分数组成 分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值 例如 性能等级4 6级的螺栓 其含义是 1 螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级 2 螺栓材质的屈强比值为0 6 3 螺栓材质的公称屈服强度达400 0 6 240MPa级性能等级10 9级高强度螺栓 其材料经过热处理后 能达到 1 螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级 2 螺栓材质的屈强比值为0 9 3 螺栓材质的公称屈服强度达1000 0 9 900MPa级 通常在工矿企业的设备安装 检修工作中 我们经常会遇到一些螺栓工况 参数不明确 需要计算螺栓的预紧力 拉力 或扭矩 需要确认螺栓露出长度是否适用液压螺栓拉伸器的使用 等等 现就计算方法简述如下 一 已知螺栓拉力 换算出扭矩值的计算方法 T KFd N mm K 拧紧力矩系数 根据表面的状态可以大致选个参考值 对于一般加工表面 如果是有润滑的K可以取0 13 0 15 如果没有润滑的 可以取0 18 0 21 d 指的就是螺纹的公称直径 F 是预紧力 碳素钢螺栓取F 0 6 0 7 A 合金钢螺栓取F 0 5 0 6 A 其中 是螺栓材料的屈服点 A 16 d2 d3 2 d2为螺纹中经 d3 d1 H 6 d1是小径 H是螺纹原始三角性高度 H值根据不同螺纹可以算出来的 大概是0 87倍的螺距P 说的很详细了 T 螺栓扭矩 1 已知条件 螺栓拉力F 螺栓直径M 计算螺栓所需的扭矩值N m 扭矩值N m F KN M mm 系数0 16设 螺栓需用拉力70吨 螺栓为M522 计算 70 9 8 KN 52mm 0 16 系数 5707 5N m二 螺栓扭矩值换算成拉力的计算已知条件 螺栓的扭矩值N m 螺栓直径M 计算螺栓所需拉力F 1 拉力F KN 扭矩值N m M mm 系数 0 16 拉力F 吨 扭矩值N m M mm 系数0 16 9 8设 螺栓需用扭矩为7134 4N m 螺栓直径为M522 计算 拉力 7134 4 52 0 16 857 5KN或 857 5KN 9 8 87 5吨 三 螺栓预紧力换算成螺栓需用的扭矩值已知条件 螺栓预紧力 即螺栓拉力 F 螺栓直径M例 螺栓M56 预紧力 最小 81万N计算 81000N 0 056 螺栓直径 单位m 0 16 系数 7257 6 7258N m四 螺栓需露出的适用最小长度值的确定 使用液压螺栓拉伸器时 一般 液压螺栓拉伸器套扣在螺栓上的最小长度 必需是螺栓直径80 以上 例 M76 6螺栓 已知露出长度为42 45mm 问 是否可以用拉伸器 计算需要套扣螺栓的最小长度 76 0 8 60 8 61mm经计算 对比 长度需要61mm 螺栓实际露出最小长度只有42mm 不可用 结论 螺栓露出长度为42 45mm M76 6的螺栓 无法正常使用液压螺栓拉伸器操作 上两排螺栓受拉 2 受拉螺栓连接 外力与栓杆平行通过螺栓抗拉保持连接 1 受剪螺栓连接 外力与栓杆垂直以螺栓抗剪形式使连接件紧密连接 二 普通螺栓连接的受力性能 3 同时受拉剪螺栓连接 12 螺栓连接的受力 剪切 拉伸 a 螺杆被剪断b 连接件半孔壁挤压破坏c 钢板拉 压 断d 端部钢板剪坏e 螺杆弯曲破坏 4 受剪螺栓连接五种破坏形式 螺栓剪断 20 螺栓标识系统 生产商第一个数 1 100的最小抗拉强度 N mm2 100 8 800N mm2第二个数 屈服强度与最小抗拉强度之间的关系0 8 80 两数相乘得出屈服应力800 0 8 640N mm2 公制螺纹 三 螺栓材料的选用目前市场上标准件主要有碳钢 不锈钢 铜三种材料 一 碳钢 我们以碳钢料中碳的含量区分低碳钢 中碳钢和高碳钢以及合金钢 1 低碳钢C 0 25 国内通常称为A3钢 国外基本称为1008 1015 1018 1022等 主要用于4 8级螺栓及4级螺母 小螺丝等无硬度要求的产品 注 钻尾钉主要用1022材料 2 中碳钢0 25 0 45 目前市场上基本没使用4 合金钢 在普碳钢中加入合金元素 增加钢材的一些特殊性能 如35 40铬钼 SCM435 10B38 緊定螺丝主要使用SCM435铬鉬合金钢 主要成分有C Si Mn P S Cr Mo 二 不锈钢 性能等级 45 50 60 70 80主要分奥氏体 18 Cr 8 Ni 耐热性好 耐腐蚀性好 可焊性好 A1 A2 A4马氏体 13 Cr耐腐蚀性较差 强度高 耐磨性好 C1 C2 C4铁素体不锈钢 18 Cr镦锻性较好 耐腐蚀性强于马氏体 三 铜 常用材料为黄铜 锌铜合金 市场上主要用H62 H65 H68铜做标准件 二 碳钢产品所使用的盘元 不锈钢材质之特性简介 304 316 该三种材质均为300系列的奥氏体不锈钢 其化学成分如下 1 304M 304HC 316三种材质是目前300系列奥氏体不锈钢使用最广的材质之一 各材质明显差异为 冷加工后材质磁性为316 304HC 304M 316材质抗化学品腐蚀 抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良 2 总之 不锈钢标准件特性为耐腐蚀 美观 卫生 但其强度 硬度正常情况下相当于碳钢 6 8级 故对不锈钢产品应不可撞击 敲打 注意维护其表面光洁度 精度 且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量 亦不可施力过大 同时因不锈钢延展性好 在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处 增加摩檫力 易导致锁死 而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落 相对于不锈钢不易锁死 25 四 螺栓安装为了拧紧螺栓 必须施加力以便拧紧螺母 螺丝 26 测量拧紧效果 我们能够测量的是扭矩T 我们想要得到的是夹紧力F T F F F F 27 扭矩 夹紧力 旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧我们需要的是连接件中的夹紧力 28 通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧 旋转螺母或螺丝使螺丝受力伸长螺丝伸长产生的夹紧力把连接件夹紧我们需要的是连接件中的夹紧力 29 力 F 力臂 L 扭矩 M 螺栓旋转的越多 得到的扭矩越大 但是 90 的扭矩被摩擦力消耗只有10 的扭矩转化为夹紧力 夹紧力 10 螺纹副中的摩擦了 40 螺栓头下表面的摩擦力 50 施加的扭矩并不象夹紧力那么简单 30 The50 40 10规则 扭矩 100 90 的扭矩用于克服摩擦力 夹紧力10 螺纹副中40 螺栓头下摩擦力50 31 夹紧力与摩擦力的关系 通常的情况 螺栓头下摩擦力50 螺纹副中摩擦力40 10 在螺栓头下加润滑油 螺栓头下摩擦力45 螺纹副中摩擦力40 夹紧力15 螺纹副中有杂质 螺栓头下摩擦力50 螺纹副中摩擦力45 5 32 一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩 夹紧力一定要高于外部载荷 安全余量载荷的影响因素 振动摩擦力的变化连接件尺寸变化拧紧精度 螺栓联接的防松 防松目的 实际工作中 外载荷有振动 载荷变化 材料高温蠕变等会造成摩擦力减少 螺纹副中正压力在某一瞬间消失 摩擦力为零 从而使螺纹联接松动 如经反复作用 螺纹联接就会松驰而失效 因此 必须进行防松 否则会影响正常工作 造成事故 防松原理 消除 或限制 螺纹副之间的相对运动 或增大相对运动的难度 1 摩擦防松 双螺母 弹簧垫圈 自锁螺母 螺母一端做成非圆形收口或开峰后径向收口 螺母拧紧后收口涨开 利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧 槽形螺母与开口销 止动垫片 2 机械防松 圆螺母与带翅垫圈 串联钢丝 3 其它方法防松 如端铆防松 冲点防松 点焊防松 粘合防松 串联钢丝防松 焊接冲点涂胶 高强度螺栓 高强度螺栓分类高强度螺栓若从外形上可分为大六角头和扭剪型两种 若按照性能等级可分为8 8 10 9 12 9级等 现今我国使用的大六角头高强度螺栓有8 8级和10 9级两种 而扭剪型高强度螺栓只有10 9级一种 高强度螺栓 高强螺栓分为扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓 大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级 而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型 为了更好施工 高强螺栓的施工必须先初紧后终紧 初紧高强螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手 而终紧高强螺栓有严格的要求 终紧扭剪型高强螺栓必须用扭剪型电动扳手 终紧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电动扳手 高强螺栓和大六角高强螺栓的区别 1 他们的外形不一样 大六角头头部是六角型的 扭剪型头部是半圆形的 而且螺栓尾部还有一个梅花头 2 安装方式不一样 大六角用扭力扳手安装 扭剪型的在安装过程中通过尾部的梅花头控制 利用扭矩的反力将螺栓逆向旋紧 直到螺栓的直齿状尾端破断为止 3 配套不一样 大六角每套是配一个螺栓 一个螺母 二个平垫 而扭剪型是一个螺栓 一个螺母以及一个平垫 大六角头螺栓和扭剪型螺栓 扭剪型高强螺栓安装规定 1 高强度螺栓连接副组装时 螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧 对于大六角头高强度螺栓连接副组装时 螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头 2 安装高强度螺栓时 严禁强行穿入螺栓 如用锤敲打 如不能自由穿入时 该孔应用铰刀进行修整 修整后孔的最大直径应小于1 2倍螺栓直径 修孔时 为了防止铁屑落入板迭缝中 铰孔前应将四周螺栓全部拧紧 使板迭密贴后再进行 严禁气割扩孔 扭剪型高强螺栓安装规定 3 安装高强度螺栓时 构件的摩擦面应保持干燥 不得在雨中作业 4 高强度螺栓拧紧时 只准在螺母上施加扭矩 只有在空间受限制时 才允许拧螺栓 5 高强度螺栓的拧紧应分为初拧 终拧 对于大型节点应分为初拧