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　　螺栓连接紧固原理介绍 王 * ********* 2019.09 2/22 目录 螺栓连接原理 螺栓紧固方法 认识螺栓 一 二 三 螺栓使用注意事项 四 3/22 一、认识螺栓 ? 螺栓的定义：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部 分组成的一类紧固件。 ? 螺栓的分类： ? 头部形状： 六角头 、圆头、方形头、沉头等； ? 螺纹长度：全螺纹和半螺纹； ? 螺纹牙型： 三角形 、梯形、管形等； ? 螺纹旋向： 右旋 和左旋 4/22 一、认识螺栓 5/22 一、认识螺栓 ? 螺栓的规格： ( GB/T 1237 ) k L b d e s GB/T 5782 M12 1.5 80 8.8 螺栓 A 0 产品名称 标准编号 螺纹规格 螺距 螺杆长度 性能等级 产品等级 表面处理 螺栓尺寸图 6/22 一、认识螺栓 ? 螺栓的螺纹规格决定了所使用扳手的规格 ( GB/T 4388 ) 7/22 一、认识螺栓 ? 螺栓的性能等级 ( GB/T 3098.1-2019 ) ? 螺栓的性能等级标号会印在其头部，一般用 X.Y 表示 ? X*100= 此螺栓材质的公称抗拉强度值，单位： MPa ? X*100 *(Y/10)= 此螺栓的屈服强度值，单位： MPa ? 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 ? 高强度螺栓 ：指的是性能等级为 8.8 级及以上的螺栓，其材质为低 碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火） ? 普通螺栓：其余通称普通螺栓，可分为精制螺栓（ A 、 B 级： 5.6 或 8.8 ）和粗制螺栓（ C 级 ），性能等级一般为 4.6 或 4.8 8/22 二、螺栓连接原理 ? 螺栓连接：螺栓与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔 的元件，属于可拆卸连接。 ? 螺栓连接类型，根据螺杆与通孔的配合程度可分为： ? 普通螺栓连接 ：装配后孔与杆间有间隙，结构简单，装拆方便，可 多次装拆，应用较广 ? 铰制孔螺栓连接：装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位 用 孔比螺杆大 0.5mm-1mm 孔比螺杆大 0.3mm-0.5mm 9/22 二、螺栓连接原理 ? 螺栓连接的工作原理 ? 胡可定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变 ( 单位变形量 ) 之间成线性关系 应力 应 变 塑性范围 极限抗拉 强度 螺栓失效 破坏点 弹性范围 屈服强度 10/22 二、螺栓连接原理 ? 螺栓连接受力分析 ( 一 ) ? 螺栓抗剪连接：主要靠螺栓杆与孔壁互相挤压传力 ? 螺栓 抗拉连接 ：主要靠螺栓紧固后的预紧力 ? 当被连接构件的刚度较大且螺栓对称布置时，则每个螺栓将平均承担 作用在连接处的拉力；当被连接构件的刚度较小时，则连接处翼缘会 发生弯曲变形，产生杠杆力。 F N F 只受剪力 只受拉力 剪力和拉力 共同作用 11/22 二、螺栓连接原理 ? 螺栓连接受力分析 ( 二 ) ? 除了剪切力和拉力之外，还会受到：振动、温度、 侧向应力（风力、流量、压力等）、负载的改变 等其他的一些作用力 压力 压力 侧向应力 振动 +/- o C 紧固不足 紧固过度 螺栓由于振动 或循环载荷而松脱 垫片接触面损坏 没有压紧力 法兰转动 垫片过度压紧 裂纹 颈缩 12/22 三、螺栓紧固方法 ? 螺栓紧固方法有三种： ? 扭矩紧固法 ：其原理是扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系。 该紧固方式操作简单、直观，目前被广泛采用 ? 转角紧固法：旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致 成比例关系，因而可采取按规定旋转角度来达到预定拧紧力的方法 ? 屈服点紧固法：理论目标是将螺栓拧紧到刚过屈服极限点 应力 应 变 塑性范围 极限抗拉 强度 螺栓失效 破坏点 弹性范围 屈服强度 13/22 三、螺栓紧固方法 ? 扭矩紧固法 ? 通过旋转紧固件的 螺母 部分来对紧固件施加预紧力 ? 所施加的力矩符合 5-4-1 规则 通过螺杆的拉伸 来获得预紧力 施加扭矩 在螺纹上涂 上润滑剂 在螺母表面 使用润滑剂 仅在螺柱 / 螺栓紧固部分的尾部润滑 14/22 三、螺栓紧固方法 ? 螺栓紧固顺序原则 ? 按先中间、后两边、对角、顺时针方向依次、分阶段紧固 ? 一般分两段紧固：第一步拧 50% 左右的力矩；第二步拧 100% 的力矩 ? 螺栓末端应露出螺母外 1~3 个螺距 1 2 3 4 6 2 4 1 3 7 5 1 2 5 6 4 3 2 1 6 9 8 4 7 5 3 1 2 5 6 4 3 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 1 7 10 11 12 6 8 9 10 12 11 13 14 15 16 15/22 四、螺栓使用注意事项 ? 1 、准备螺栓装配前 ? 应检查螺栓、螺母是否干净、生锈，有无毛刺、磕碰； ? 检查被连接件与螺栓、螺母接触的平面，是否与螺栓孔垂直； ? 还应检查螺栓与螺母配合的松紧程度 ? 2 、螺母和平垫圈装配时，螺母和垫圈均 反面 靠近被连接件 ? 螺母标有字样的一面为正面，垫圈圆滑一面的为正面 ? 3 、施力操作要领 ( 仅供参考 ) ： 16/22 四、螺栓使用注意事项 ? 4 、螺栓连接的防松，关键在于 防止螺纹副的相对转动 ，常 见的螺栓放松方法有三种： ? 摩擦防松 ? 弹簧垫片 防松 ? 双螺母 防松 ? 自锁螺母 防松 ? 机械防松 ? 开口销防松 ? 止动垫片防松 ? 永久防松 ? 冲边法防松 ? 粘合防松 17/22 四、螺栓使用注意事项 ? 5 、螺栓拆卸常见问题 ? 拧松管道、阀门的法兰盘螺栓时： ? 应先松远离身体的一半螺栓，使残存的油、汽、水从对面排出， 以防被喷淋、烫伤 ? 螺栓 有胶水 拧不开的情况： ? 大多数胶水是有机溶液，可以用香蕉水或酒精浸泡半个小时， 或用酒精棉花盖在螺栓上，时间长点，就可将胶水溶解 ? 螺栓 生锈 拧不开的情况： ? 喷 WD-40 ，等半小时后，喷雾会渗透到螺栓中间溶解锈块 ? 其他方法：震动、润滑、火烤、电钻 ? 螺栓 滑牙 拧不开的情况： ? 可用腐蚀性溶液，把螺栓慢慢腐蚀掉，如稀硫酸、盐酸 ? 金属用酸，塑料用碱 18/22 四、螺栓使用注意事项 ? 6 、螺栓使用常见误区 ? ①以粗代细： ? 一些重要联接件，如传动轴、飞轴等，其螺栓多用细牙螺纹 ? 细牙螺栓螺距和外角较小，具有强度高、自锁性能好等优点， 承受冲击、振动和交换载荷的能力强 ? 用粗牙螺栓代用后，易松动或脱、拆断，造成事故 ? ②孔隙不配： ? 承受横向载荷和剪切力作用的螺栓（如传动轴螺栓、飞轮螺 栓），它们与螺栓孔的配合为过渡配合，装配应结实可靠，又 能承受侧向力 ? 在装配中若不注意检查，螺栓与螺栓孔之间出现较大间隙时仍 然安装，结果有可能发生螺栓松动或切断事故

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