【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 螺紋聯(lián)接擰緊是憑工人的經(jīng)驗(yàn)來決定的，重要螺栓則必須預(yù)緊力進(jìn)行精確控制。 LS 1)憑手感經(jīng)驗(yàn)； 2)測(cè)力矩扳手； 3)定力矩扳手； 4)測(cè)定伸長(zhǎng)量。 LM 潘存云教授研制 聯(lián)接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)，不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬時(shí)消失，聯(lián)接仍有可能松動(dòng)而失效。高溫下的螺栓聯(lián)接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松，即防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松 尼龍圈鎖緊螺母 彈簧墊圈 對(duì)頂螺母 二、 螺紋聯(lián)接的防松 防松 防止螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 開口銷與六 角開槽螺母 串聯(lián)鋼絲 2. 采用專門防松元件防松 圓螺母用止動(dòng)墊圈 潘存云教授研制 止動(dòng)墊圈 3. 其他方法防松 1~ 用沖頭沖 2~3點(diǎn) 沖點(diǎn)防松法 粘合法防松 涂粘合劑 167。 9－ 5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓聯(lián)接的主要失效形式： 滑扣 因經(jīng)常拆裝 受拉螺栓 塑性變形 螺紋部分 疲勞斷裂 受剪螺栓 剪斷 壓潰 螺桿和孔壁的貼合面 經(jīng)常拆卸 斷裂 軸向變載荷 潘存云教授研制 螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強(qiáng)度原則及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的。采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，這些部分都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。所以，螺栓聯(lián)接的計(jì)算主要是確定螺紋小徑 d1，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑 d及螺距 P等。 一、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度條件： ][4/21s? ?dF a式中 : d1螺紋小徑 mm ， [σ]—許用應(yīng)力 二、緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 Fa Fa 力除以面積 設(shè)計(jì)公式： ][41 s?aFd ?裝配時(shí)須要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補(bǔ)充擰緊。 1. 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度 裝配時(shí)不須要擰緊 ?螺栓受軸向拉力 F0和摩擦力矩 T1的雙重作用。 ][4/21s? ?d F a拉應(yīng)力： 1. 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 16/3111dTWTT ?? ?? 16/ 2)39。( 312ddtgF a??? ???4/)39。(22112dFtgdd a??? ??對(duì)于 M10~M64的普通鋼制螺紋，可?。? tgρ ’ ≈ f ’ =， d2 /d1=, tgρ ’≈ 得： τ ≈ σ 分母為抗剪截面系數(shù) 計(jì)算應(yīng)力： 22 3?ss ??ca 22 )(3 ss ??由此可見，對(duì)于 M10— M64普通螺紋的鋼制緊螺栓聯(lián)接，在擰緊時(shí)，雖然同時(shí)承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計(jì)算時(shí)，可以只考慮拉伸強(qiáng)度計(jì)算，并將預(yù)緊力增大 30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。 ][4/21s?s ?? d F aca強(qiáng)度條件： 潘存云教授研制 潘存云教授研制 當(dāng)承受橫向工作載荷時(shí)， 預(yù)緊力 F0導(dǎo)致接合面所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于橫向載荷 F。 C可靠性系數(shù)，常取 C=~ mfCFF ?0預(yù)緊力 F0 ： f摩擦系數(shù)，對(duì)鋼與鑄鐵，取 : f =~ m結(jié)合面數(shù) 上圖 m=1,下圖 m=2 若取 f =， C=, m=1, 則： F0 ≥ 8F →結(jié)構(gòu)尺寸大 F F F F/2 F/2 F0 F0 F0 F0 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F F/2 F/2 2. 受軸向工作載荷的螺栓強(qiáng)度 改進(jìn)措施： a. 采用鍵、套筒、銷承擔(dān)橫向工作載荷。 螺栓僅起連接作用 b. 采用無間隙的鉸制孔螺栓。 設(shè)流體壓強(qiáng)為 p，螺栓數(shù)目為 Z，則缸體周圍每個(gè)螺栓的平均載荷為： p πD2/4 F = Z p F F D 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 受載 變形 特別注意，軸向載荷： F2≠ F0+F 加預(yù)緊力后 →螺栓受拉伸長(zhǎng) λb0 →被聯(lián)接件受壓縮短 λm0 加載 F 后 : 螺栓總伸長(zhǎng)量增加為 : 總拉力為： 被聯(lián)接件壓縮量減少為： 殘余預(yù)緊力減少為： F1 很顯然 : F1F0 被聯(lián)接件放松了 ?λ+λb0 λm0 ?λ 潘存云教授研制 松弛 狀態(tài) 預(yù)緊 狀態(tài) λb0 F0 F0 λm0 F F F0 F0 F F2 F2 F2=F+F1 ?λ F1 F1 ?λ 潘存云教授研制 潘存云教授研制 λb0 ?λ 聯(lián)接件變形 力 螺栓變形 力 ?Fb ?Fm 螺栓變形 力 F2 F1 F F0 F0 λm0 F0 λb0 λC0 arctgCb arctgCm 潘存云教授研制 力 螺栓變形 arctgCb 相對(duì)剛度系數(shù) F= ?Fb +?Fm =(Cb +Cm ) ?δ Cb +Cm Cb F2 = F0 +F Cb +Cm Cb F1 = F0 –F 1 F1= F0 ? F = F0 Cm ?δ F2= F0 +? Fb = F0 +Cb ? δ Cb +Cm F ?λ= F F2 ?Fb F0 ?λ 代入得： 表 54 螺栓的相對(duì)剛度系數(shù) 墊片類型 金屬墊片或無墊片 皮革 銅皮石棉 橡膠 ~ Cb +Cm Cb ?FmF1 3．承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接 這種聯(lián)接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切來承受載荷的。螺栓桿與孔壁之間無間隙，接觸表面受擠壓。在聯(lián)接結(jié)合面處，螺栓桿則受剪切。 螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為： 螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為： F－螺栓所受的工作剪力，單位為 N； ? ?Pm i n0P ss ?? LdF? ???? ??204 dFLmin 鉸制孔螺栓 F F d0 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使 : Lmin≥ d0－螺栓剪切面的直徑（可取螺栓 孔直徑），單位為 mm； Lmin－螺栓桿與孔壁擠壓面的最小 高度， 單位為 mm； 三、 螺栓的材料和許用應(yīng)力 一般螺栓 Q215 Q235 10 35 45 重要螺栓 15Cr 40Cr 30Cr MnSi 緊螺栓聯(lián)接的受載情況 許用應(yīng)力 受軸向載荷 , 橫向載荷 鉸制孔用螺栓受 橫向載荷 靜載荷 變載荷 控制預(yù)先緊力時(shí) S=~ 不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)查表 107 被聯(lián)接件為鋼 被聯(lián)接件為鑄鐵 [σp]按靜載荷 [σp]值降低 20%~30% σS [σp] = ~5 [τ]= σS 2~ σB [σp] = σS [τ] = S σS [σ] = 表 9－ 4 螺栓的許用應(yīng)力 表 95 螺栓聯(lián)接的安全系數(shù) S(不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí) ) 碳素鋼 4~3 3~2 10~ M6~M16 M10~M30 M6~M16 M10~M30 合金鋼 5~4 4~ ~5 5 靜載荷 變載荷 材 料 167。 9－ 6 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接時(shí)，關(guān)鍵是聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它是根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接的用途，確定螺栓數(shù)目和分布形式。 ▲ 為了便于加工制造和對(duì)稱布置螺栓，保證聯(lián)接結(jié)合面受力均勻，通常聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計(jì)成 : 一、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基本原則： 大多數(shù)機(jī)械中螺栓都是成組使用的。 軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀。 圓形 圓環(huán)形 矩形 矩形框 三角形 ▲ 螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理 潘存云教授研制 F F a) 對(duì)于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，不要在平衡于工作載荷的方向上 潘存云教授研制 潘存云教授研制 合理 不合理 ! b) 當(dāng)螺栓聯(lián)接彎距或轉(zhuǎn)距時(shí)，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近聯(lián)接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 d h D ▲ 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距，以保證扳手空間 c) 當(dāng)同時(shí)承受軸向載荷和較大的橫向載荷時(shí)，采用抗 剪零件來承受橫向載荷。 60? C C E E 60? 扳手空間的尺寸見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。