機(jī)械行業(yè)螺栓管理知識(shí)設(shè)計(jì)分析(編輯修改稿)
2025-01-31 08:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 失效形式： 螺栓桿和孔壁的貼合面上出壓潰或螺栓桿被剪斷。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。 以起重機(jī)的吊鉤為例，在承受工作載荷前螺紋不預(yù)緊，當(dāng)承受拉伸載荷 F時(shí)其拉伸的強(qiáng)度條件為：返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出（一）松螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 （二）緊螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 (承受軸向拉力螺栓強(qiáng)度計(jì)算） 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度計(jì)算危險(xiǎn)截面的拉伸應(yīng)力： 危險(xiǎn)截面的剪應(yīng)力 ： 緊螺栓在裝配時(shí)，除了受預(yù)緊力 F0產(chǎn)生的拉應(yīng)力外，還承受補(bǔ)充扭緊時(shí)扭緊力矩 T1產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的作用。返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 對(duì)于 M12~M64螺栓： 由 此 可 得： 根據(jù)第四強(qiáng)度理論，其計(jì)算應(yīng)力： 危險(xiǎn)剖面的強(qiáng)度條件是 ： 系數(shù) ： 在補(bǔ)充擰緊時(shí)，將螺栓所承受的總拉力增大 30%來(lái)考慮扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生剪切應(yīng)力的影響。 返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 既承受預(yù)緊力又承受工作拉力時(shí)緊螺栓強(qiáng)度計(jì)算 （ 1）受力分析返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出受力變形動(dòng)畫 → （ 2）受力變形圖 式中： Cb， Cm——聯(lián)接件與被聯(lián)接件的剛度。 螺栓所承受的工作力 F：螺栓總的拉力：令返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出式中： 為螺栓的相對(duì)剛度，其取值范圍為 0~1。 說(shuō)明 殘余預(yù)緊力為：結(jié)論：上述分析可見：螺栓承受的總拉力 F2≠F0+F 當(dāng) F0及 F一定時(shí)， F2取決于 Cb/(Cb+Cm) Cb↓ （ Cm↑ ） → 螺栓受力 F2 ↓ ，采用剛度小的螺栓，剛度大的被聯(lián)接件。 為防止出現(xiàn)縫隙，殘余預(yù)緊力應(yīng)大于 0,一般： F1 =(~1)F。 有密封要求的 F0 =(~)F。返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出（ 3）強(qiáng)度計(jì)算1）工作載荷為靜載荷在設(shè)計(jì)時(shí)首先計(jì)算螺栓的工作載荷 F，再根據(jù)連接的要求選取 F1值，計(jì)算螺栓的總拉力 F2，在考慮可能補(bǔ)充擰緊將總拉力增大30％后考慮扭切應(yīng)力的影響。截面的拉伸強(qiáng)度條件是： 返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 如果不考慮螺紋摩擦力矩的扭轉(zhuǎn)作用螺栓的最大拉應(yīng)力為： 螺栓的最小拉應(yīng)力為： 應(yīng)力幅為 ： 計(jì)算安全系數(shù) 由前面知識(shí)可知這種應(yīng)力狀態(tài)為最小應(yīng)力等于常數(shù) σmin=C返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出2） 工作載荷為變載荷 (螺栓的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核 )工作載荷在 0～ F變化時(shí)螺栓總拉力在 F0～ 之間變化。（三）承受工作剪力的緊螺栓連接這種連接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切力來(lái)承受載荷 F的。失效形式：螺桿被剪斷及螺桿或孔壁被壓潰 。擠壓強(qiáng)度條件為： 螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為：返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 第六節(jié) 螺紋連接件的材料及許用應(yīng)力 返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋連接件的性能等級(jí)。螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃?jí)分為 10級(jí)，螺母的性能等級(jí)分為 7級(jí)。在一般用途的設(shè)計(jì)中，通常選用 左右的螺栓，在重要的或有特殊要求設(shè)計(jì)中的螺紋連接件，要選用高的性能等級(jí)，如在壓力容器中常采用 。一、螺紋連接件 材料 常用的螺紋連接件材料為 Q21 Q23 3 45等碳素鋼。當(dāng)強(qiáng)度要求高時(shí)，還可采用合金鋼，如 15Cr、 40Cr等。性能等級(jí)二、螺紋連接件 的許用應(yīng)力1．螺紋連接件的許用拉應(yīng)力2．螺紋連接件的許用剪應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力3．螺紋連接件 的安全系數(shù)見表 510 說(shuō)明（被連接件為鋼） （被連接件為鑄鐵） 第七節(jié) 提高螺紋連接強(qiáng)度的措施 返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 從螺栓總拉力公式 可以看出，在預(yù)緊力不變的情況下，減小應(yīng)力幅實(shí)際就是減少螺栓的總拉力F2，所以有以下三種方法： 1）減小連接件的剛度降低影響螺栓連接的應(yīng)力幅 2）增加被連接件的剛度 3）適當(dāng)增加預(yù)緊力及減小連接件的剛度和增大被連接件的剛度返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出減小連接件剛度方法： 增加螺栓長(zhǎng)度，采用腰狀螺栓或空心螺栓。 增大被連接件剛度的方法： 采用剛度較大的金屬氣缸墊片或采用密封環(huán)。返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出 改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象 返回目錄 前一頁(yè) 后一頁(yè) 退 出
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