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螺栓為什么要擰緊?擰緊后有什么好處?

關(guān)于擰螺栓這件事,用什么方法擰?擰緊需要遵守怎么的流程?不是裝配工人自己定的,而是設(shè)計師定義好的,用什么工具?怎么操作?都是有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的。

擰螺栓這么簡單的事情,怎么還定一個操作規(guī)范呢?其實擰螺栓沒有想象的那么簡單,擰螺栓是為了使螺栓獲得一個初始的預(yù)緊力,這個預(yù)緊是起什么作用的呢?

01、傳遞橫向力或扭矩

螺栓預(yù)緊力使被連接件接觸面之間產(chǎn)生壓力,接觸面之間壓力越大,可傳遞橫向力就越大。當(dāng)接觸面壓力足夠大時,橫向力就全部由摩擦力傳遞了,螺栓僅承受預(yù)緊力,不再受剪應(yīng)力和壓應(yīng)力了,螺栓的安全性就增加了很多。

02 密封作用

當(dāng)螺栓連接用于壓力管道或壓力容器時,螺栓需要有足夠的預(yù)緊力,起到密封作用,總的螺栓預(yù)緊力不能小于接觸面間流體的壓力。

03、防止結(jié)構(gòu)開裂

一般受疲勞載荷的螺栓連接是不允許被連接件開縫的,一旦被連接件之間產(chǎn)生縫隙,螺栓拉力就會隨著外拉力載荷的增加而快速增加,下圖為螺栓拉力與外載荷的曲線圖,我們可以看到,在曲線的前半部分,被連接件之間還沒有開縫,螺栓拉力增長緩慢,被連接件開縫之后,螺栓拉力快速增加。

被連接件開縫后,螺栓的交變疲勞載荷幅值也會迅速增加,會大大縮短螺栓的疲勞強度。

螺栓擰緊從三個方面進(jìn)行了分析,主要包括:

螺栓預(yù)緊后能夠防止被連接件的開口分離,提高螺栓連接的疲勞強度;

防止被連接件的滑動,依靠摩擦力來達(dá)到被連接件抵抗外部載荷的作用,避免螺栓受到剪切載荷;

防止壓力容器的內(nèi)部壓力泄漏。

以上三點,正好是VDI2230標(biāo)準(zhǔn)中計算螺栓所需預(yù)緊力的三個部分,也就是螺栓所需的最小的預(yù)緊力,從而設(shè)計出合適的螺栓規(guī)格和性能等級,從而確定螺栓的預(yù)緊力。

螺栓的分類

螺栓按照性能等級分為3.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9八個等級,其中8.8級以上(含8.8級)螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理(淬火+回火),通稱高強度螺栓,8.8級以下(不含8.8級)通稱普通螺栓。

大六角高強螺栓:

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扭剪型高強螺栓:

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