談緊固件的結(jié)構(gòu)特點及其應(yīng)用
2019-12-4 來源：-- 作者：劉瀟 朱正發(fā)
螺紋緊固件是機械裝配中中最常見的聯(lián)結(jié)件, 常見在機械設(shè)備上有很多種螺紋緊固件,螺栓和螺母則是螺紋緊固件中用途最廣的零件。據(jù)粗略統(tǒng)計，國內(nèi)外約有四萬多品種、數(shù)百萬種各種形式規(guī)格的緊固件，它們的使用場合和環(huán)境更是千變?nèi)f化。緊固件作為主機、部件的連接件，與主機一起承擔(dān)著主體的基本性能、構(gòu)件基本功能的各項要求，必須適應(yīng)高溫。高壓。低溫。震動。腐蝕、重載、交變應(yīng)力、抗剪切抗扭轉(zhuǎn)等各種場合。然而，緊固件失效引發(fā)事故的概率是非常高的，因此用于制造緊固件的材料必須事先有嚴(yán)格的選擇。我國目前雖然是一個緊固件生產(chǎn)大國，也是世界上第一產(chǎn)鋼大國，但是緊固件用鋼的開發(fā)生產(chǎn)發(fā)展起步較遲。冷鐓鋼的品種規(guī)格都比較少，不能滿足目前緊固件生產(chǎn)的內(nèi)需和出口的需求。近年來，國內(nèi)不少緊固件企業(yè)由于產(chǎn)品質(zhì)量問題接二連三地遭遇客戶高額索賠。誠然，諸多的質(zhì)量問題是因材料不合格引起的。如何正確選擇緊固件用材料成為緊固件企業(yè)日益關(guān)注的課題之一。
1.緊固件的功用特點及其類型
緊固件由于體積小、種類多，又是為主機配套的小零件，常常被人忽視。有人認(rèn)為不就是螺絲螺帽嗎？拿過來擰上就行了。其實不然，緊固件雖小卻很重要，缺了它，小到眼鏡，大到飛機，只能是一堆零部件而已,如若選用不當(dāng),還會出現(xiàn)機械故障和人身事故。因此，對緊固件的選用成了使用者和設(shè)計者關(guān)注的問題，尤其是飛機、火箭、汽車、火車等運載工具和大型工程更是如此。
緊固件螺栓組的聯(lián)接受力：不同情況下受力不同，單一的拉力或轉(zhuǎn)矩、或復(fù)合力。如：不運動的殼體聯(lián)結(jié)，主要拉力；純旋轉(zhuǎn)運動的兩個零件的連接，除預(yù)緊力形成的拉力外，工作時主要轉(zhuǎn)矩形成的剪切力；純直線運動的兩個零件的連接，除預(yù)緊力形成的拉力外，工作時的純剪切力；如起重機底座螺栓承受的傾翻力矩，最遠(yuǎn)端的受力最大。各個螺栓的受力情況也與實際情況有關(guān)，一般是均勻的，但一旦一個失效，其它的將逐個受到不均衡的力，這是實際設(shè)計、制造、裝配要求預(yù)緊力均勻、對稱設(shè)計、對稱把緊等等具體要求的原因所在。
在工程設(shè)計中高強度螺栓端板連接通常簡化為T型件，T型件模型有三種可能的破壞形式，破壞形式取決于螺栓和T型件翼緣之間的相對強弱關(guān)系。第一種破壞形式出現(xiàn)在薄翼緣和螺栓相對較強的T型件連接，屬于薄翼緣破壞形式，到達(dá)極限狀態(tài)時，在T型件翼緣螺栓孔處和T型件冀緣根部達(dá)到屈服彎矩而破壞，產(chǎn)生撬力；第二種破壞形式出現(xiàn)在中等厚度又緣而螺栓強度適中的T型件連接，屬于中等厚度翼緣破壞形式，破壞時螺栓達(dá)到極限抗拉強度而破壞，在T型件翼緣根部達(dá)到屈服彎矩，產(chǎn)生撬力；第三種破壞形式出現(xiàn)在厚翼緣而螺栓相對較弱的T型件連接，屬于厚翼緣破壞形式，快速鉚釘螺栓達(dá)到抗拉極限狀態(tài)而拉斷，T型件翼緣仍處在彈性范圍，幾乎不發(fā)生彎曲變形，此時撬力可忽略不計。
緊固件的品種類型特點：緊固件的強度等級分為很多種，如鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個等級，其中8.8級及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。
螺紋末端形式不一， 存在平端、短圓柱端、長圓柱端、錐端、截錐端、凹端、刮削端等多種形式的螺紋末端。緊固件的表面處理方式存在電鍍、涂覆、氧化3種方式。
螺栓性能等級標(biāo)號有兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強度值和屈強比值。例如，性能等級4.6級的螺栓，其含義是：螺栓材質(zhì)公稱抗拉強度達(dá)400MPa級；螺栓材質(zhì)的屈強比值為0.6；螺栓材質(zhì)的公稱屈服強度達(dá)400×0.6=240MPa級性能等級10.9級高強度螺栓，其材料經(jīng)過熱處理后，能達(dá)到：螺栓材質(zhì)公稱抗拉強度達(dá)1000MPa級；螺栓材質(zhì)的屈強比值為0.9；螺栓材質(zhì)的公稱屈服強度達(dá)1000×0.9=900MPa級。螺栓性能等級的含義是國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，相同性能等級的螺栓，不管其材料和產(chǎn)地的區(qū)別，其性能是相同的，設(shè)計上只選用性能等級即可。
根據(jù)平面圖形的形狀，緊固件的螺紋可分為三角形、矩形、梯形和鋸齒形螺紋等。根據(jù)螺旋線的繞行方向，緊固件的螺紋可分為左旋螺紋和右旋螺紋，規(guī)定將螺紋直立時螺旋線向右上升為右旋螺紋，向左上升為左旋螺紋。機械制造中一般采用右旋螺紋，有特殊要求時，才采用左旋螺紋。根據(jù)螺旋線的數(shù)目，可分為單線螺紋和等距排列的多線螺紋。為了制造方便，螺紋一般不超過4線。
緊固件的表面顏色種類繁多，目前存在藍(lán)白色、黃色、彩色、黑色、綠色、銀灰色等。表面鍍層環(huán)保性含六價鉻和不含六價鉻。緊固件的頭部形狀存在多種形式，例如六角頭、六角法蘭、十字槽六角頭、內(nèi)梅花圓柱頭、內(nèi)l2角圓柱頭、盤頭。螺栓頭對邊寬度存在韓系和GB 2種系列。
緊固件的墊圈的種類繁多，例如平墊、錐墊、彈墊、波墊、彈墊和平墊組合。對以上各因素加以排列組合后，成為種類相乘的關(guān)系，形成很多種形式的緊固件，每個因素應(yīng)用較少的類型可以大大減少緊固件的種類。被緊固件設(shè)計時，未同時考慮緊固件，事后要求更改緊固件，以適應(yīng)已有的被緊固件，造成很多非標(biāo)件。解決這一問題的措施是設(shè)計被緊固件時同時考慮緊固件。
摩擦型高強螺栓連接面設(shè)計接觸面寬闊，承壓力多集中在孔邊緣、有效工作面小、沖擊強，具有典型的抗動力載荷性；摩擦涂層層薄、持力層深，給摩擦面涂層設(shè)計和施工帶來一系列問題；摩擦面不易保護，施工執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，采用常規(guī)設(shè)計方案和施工方法很難滿足工期要求；施工技術(shù)方面，面臨著各行業(yè)參照標(biāo)準(zhǔn)不一、預(yù)制等級不一、質(zhì)量要求不一、認(rèn)識偏差及主觀誤判，施工參數(shù)迥異及防腐與規(guī)范施工等諸多施工關(guān)鍵技術(shù)的偏差。
緊固件螺栓是應(yīng)用廣泛的可拆連接緊固件，一般與螺母配套使用。由于螺栓連接具有易裝拆可重復(fù)使用的特點，因此應(yīng)用非常廣泛。但其缺點是在振動、沖擊、載荷變動和溫差過大的情況下，螺栓連接往往會產(chǎn)生松動而導(dǎo)致機械故障。因此在選用螺栓連接時，除考慮螺栓的材料、性能以及特點、用途外，還應(yīng)考慮如何防松問題，這也是螺栓選用的重要方面。而對于重要的螺栓連接，還應(yīng)規(guī)定需要的預(yù)緊力或擰緊力矩的大小，因為這關(guān)系到螺栓連接的可靠性。
現(xiàn)在看來，選用緊固件不單是使用者和設(shè)計者的事，而其選用的標(biāo)準(zhǔn)、要求，就是對制造者的標(biāo)準(zhǔn)要求，只有制造者生產(chǎn)的緊固件符合選用者的要求，出廠產(chǎn)品才能被選用。
2.緊固件螺紋的主要參數(shù)和連接特點
所謂螺紋就是將一直角三角形繞在直徑為三角形底邊的圓柱表面上，使三角形底邊與圓柱體的底邊重合，則三角形的斜邊在圓柱體表面形成一條螺旋線。三角形的斜邊與底邊的夾角，稱為螺旋線升角。若取一平面圖形，使其平面始終通過圓柱體的軸線并沿著螺旋線運動，則這平面圖形在空間形成一個螺旋形體，稱為螺紋。要區(qū)分不同的螺紋，就要掌握說明螺紋特點的一些參數(shù)。
螺紋是一種在固體外表面或內(nèi)表面的截面上，有均勻螺旋線凸起的形狀。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和用途可分為三大類：普通螺紋牙形為三角形，用于連接或緊固零件。普通螺紋按螺距分為粗牙和細(xì)牙螺紋兩種，細(xì)牙螺紋的連接強度較高；傳動螺紋牙形有梯形、矩形、鋸形及三角形等；密封螺紋用于密封連接，主要是管用螺紋、錐螺紋與錐管螺紋。
螺紋配合是旋合螺紋之間松或緊的大小，配合的等級是作用在內(nèi)外螺紋上偏差和公差的規(guī)定組合。對統(tǒng)一英制螺紋，外螺紋有1A、2A和3A三種螺紋等級；內(nèi)螺紋有1B、2B和3B三種等級全部都是間隙配合。等級數(shù)字越高，配合越緊。在英制螺紋中，偏差僅規(guī)定1A和2A級，3A級的偏差為零，而且1A和2A級的等級偏差是相等的。等級數(shù)目越大公差越小。
1A和1B級，非常松的公差等級，其適用于內(nèi)外螺紋的允差配合；2A和2B級，是英制系列機械緊固件規(guī)定最通用的螺紋公差等級；3A和3B級，旋合形成最緊的配合，適用于公差緊的緊固件，用于安全性的關(guān)鍵設(shè)計。對外螺紋來說，1A和2A級有一個配合公差，3A級沒有。1A級公差比2A級公差大50%，比3A級大75%，對內(nèi)螺紋來說，2B級公差比2A公差大30%。1B級比2B級大50%，比3B級大75%。
公制螺紋，外螺紋有三種螺紋等級：4h、6h和6g，內(nèi)螺紋有三種螺紋等級：5H、6H、7H。在公制螺紋中，H和h的基本偏差為零。G的基本偏差為正值，e、f和g的基本偏差為負(fù)值。
以廣泛應(yīng)用的圓柱普通螺紋為例，螺紋的主要參數(shù)如下：
大徑d（外徑）（D）：與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑——亦稱公稱直徑。
小徑（內(nèi)徑）d1(D1)：與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑，在強度計算中作危險剖面的計算直徑。
中徑d2：在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，近似等于螺紋的平均直徑 d2≈0.5(d+d1)。
螺距P：相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。
導(dǎo)程（S）：同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上的對應(yīng)兩點間的軸向距離。
線數(shù)n：螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n≤4；螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：L=nP。
螺旋升角ψ：在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角。
牙型角α：螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角；牙型斜角β指螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角。對稱牙型。
螺紋是螺紋聯(lián)結(jié)和螺旋傳動的關(guān)鍵部分，機械中常用螺紋特點如下：
三角形螺紋：牙型角大，自鎖性能好，而且牙根厚、強度高，故多用于聯(lián)接。常用的有普通螺紋、英制螺紋和圓柱管螺紋。
普通螺紋：國家標(biāo)準(zhǔn)中，把牙型角α= 60°的三角形米制螺紋稱為普通螺紋，大徑d為公稱直徑。同一公稱直徑可以有多種螺距的螺紋，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余都稱為細(xì)牙螺紋，粗牙螺紋應(yīng)用最廣。細(xì)牙螺紋的小徑大、升角小，因而自鎖性能好、強度高，但不耐磨、易滑扣，適用于薄壁零件、受動載荷的聯(lián)接和微調(diào)機構(gòu)的調(diào)整。
英制螺紋：牙型角α= 55°，以英寸為單位，螺距以每英寸的牙數(shù)表示，也有粗牙、細(xì)牙之分。主要是英、美等國使用，國內(nèi)一般僅在修配中使用。
圓柱管螺紋；牙型角α= 55°，牙頂呈圓弧形，旋合螺紋間無徑向間隙，緊密性好，公稱直徑為管子的公稱通徑，廣泛用于水、煤氣、潤滑等管路系統(tǒng)聯(lián)接中。
矩形螺紋：牙型為正方形，牙型角α= 0°，牙厚為螺距的一半，當(dāng)量摩擦系數(shù)較小，效率較高，但牙根強度較低，螺紋磨損后造成的軸向間隙難以補償，對中精度低，且精加工較困難，因此，這種螺紋已較少采用。
梯形螺紋：牙型為等腰梯形，牙型角α= 30°，效率比矩形螺紋低，但易于加工，對中性好，牙根強度較高，當(dāng)采用剖分螺母時還可以消除因磨損而產(chǎn)生的間隙，因此廣泛應(yīng)用于螺旋傳動中。
鋸齒形螺紋：工作面的牙側(cè)角為3°，非工作面的牙側(cè)角為30°，兼有矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點，但只能承受單向載荷，適用于單向承載的螺旋傳動。螺紋牙強度高，用于單向受力的傳力螺旋；如螺旋壓力機、千斤頂?shù)取?/font>
3.緊固件的材料種類及螺紋連接的基本類型和聯(lián)接件
適合制造螺紋緊固件的材料品種很多，常用材料有低碳鋼Q215、10號鋼和中碳鋼Q235、35、45號鋼。對于承受沖擊、振動或變載荷的螺紋聯(lián)接件可采用低合金鋼、合金鋼如15Cr、40Cr、30CrMnsi等。對于特殊用途如防銹蝕、防磁、導(dǎo)電或耐高溫等的螺紋聯(lián)接件可采用特種鋼或銅合金、鋁合金等。伹目前市場上緊固件主要由碳鋼、不銹鋼、銅三種材料制造。
碳鋼中碳的含量區(qū)分低碳鋼，中碳鋼和高碳鋼以及合金鋼。低碳鋼C%≤0.25%國內(nèi)通常稱為A3鋼。國外基本稱為1008，1015，1018，1022等。主要用于4.8級螺栓及4級螺母、小螺絲等無硬度要求的產(chǎn)品。中碳鋼0.25%<C%≤0.45% 國內(nèi)通常稱為35號、45號鋼，國外基本稱為1035，CH38F，1039，40ACR等。主要用于8級螺母、8.8級螺栓及8.8級內(nèi)六角產(chǎn)品。高碳鋼C%>0.45%。目前市場上基本沒使用。
合金鋼是在普碳鋼中加入合金元素，增加鋼材的一些特殊性能：如35、40鉻鉬、SCM435，10B38。芳生螺絲主要使用SCM435鉻鉬合金鋼，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。
不銹鋼的性能等級：45，50，60，70，80。主要分奧氏體（18%Cr、8%Ni）耐熱性好，耐腐蝕性好，可焊性好。A1，A2，A4馬氏體、13%Cr耐腐蝕性較差，強度高，耐磨性好。C1，C2，C4鐵素體不銹鋼。18%Cr鐓鍛性較好，耐腐蝕性強于馬氏體。目前市場上進口材料主要是日本產(chǎn)品。按級別主要分SUS302、SUS304、SUS316。
銅材中，常用材料為黃銅鋅銅合金。市場上主要用H62、H65、H68銅做標(biāo)準(zhǔn)件。材料中各類元素對鋼的性質(zhì)的影響如下：碳（C）提高鋼件強度，尤其是其熱處理性能，但隨著含碳量的增加，塑性和韌性下降，并會影響到鋼件的冷鐓性能及焊接性能；錳（Mn）提高鋼件強度，并在一定程度上提高可淬性。即在淬火時增加了淬硬滲入的強度，錳還能改進表面質(zhì)量，但是太多的錳對延展性和可焊性不利。并會影響電鍍時鍍層的控制；鎳（Ni）提高鋼件強度，改善低溫下的韌性，提高耐大氣腐蝕能力，并可保證穩(wěn)定的熱處理效果，減小氫脆的作用；鉻（Cr）能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蝕能力，并有利于高溫下保持強度；鉬(Mo)能幫助控制可淬性降低鋼對回火脆性的敏感性,對提高高溫下的抗拉強度影響很大；硼（B）能提高可淬性，并且有助于使低碳鋼對熱處理產(chǎn)生預(yù)期的反應(yīng)；礬（V）：細(xì)化奧氏體晶粒，改善韌性；硅（Si）：保證鋼件的強度，適當(dāng)?shù)暮靠梢愿纳其摷苄院晚g性。
螺紋連接基本類型如下：一是螺栓聯(lián)接：被聯(lián)接件的孔中不切制螺紋，裝拆方便。普通螺栓聯(lián)接螺栓與孔之間有間隙，由于加工簡便，成本低，所以應(yīng)用最廣。鉸制孔用螺栓聯(lián)接被聯(lián)接件上孔用高精度鉸刀加工而成，螺栓桿與孔之間一般采用過渡配合，主要用于需要螺栓承受橫向載荷或需靠螺桿精確固定被聯(lián)接件相對位置的場合；二是雙頭螺柱聯(lián)接：使用兩端均有螺紋的螺柱，一端旋入并緊定在較厚被聯(lián)接件的螺紋孔中，另一端穿過較薄被聯(lián)接件的通孔。適用于被聯(lián)接件較厚，要求結(jié)構(gòu)緊湊和經(jīng)常拆裝的場合；三是螺釘聯(lián)接：螺釘直接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中，結(jié)構(gòu)較簡單，適用于被聯(lián)接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場合。但經(jīng)常拆裝會使螺紋孔磨損，導(dǎo)致被聯(lián)接件過早失效，所以不適用于經(jīng)常拆裝的場合；四是緊定螺釘聯(lián)接：將緊定螺釘擰入一零件的螺紋孔中，其末端頂住另一零件的表面，或頂入相應(yīng)的凹坑中。常用于固定兩個零件的相對位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。
螺紋連接聯(lián)接件如下：
螺紋聯(lián)接件品種很多，大都已標(biāo)準(zhǔn)化。常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件有螺栓、螺釘、雙頭螺柱、緊定螺釘、螺母和墊圈。 普通螺栓 六角頭：小六角頭，標(biāo)準(zhǔn)六角頭，大六角頭。
螺栓有圓柱頭（內(nèi)六角）鉸制孔螺栓——螺紋部分直徑較小螺栓，粗制、精制——機械制造中常用；雙頭螺栓有兩端帶螺紋 A型有退刀槽，施入端長度也各有不同；B型無退刀槽。
螺釘種類繁多，半圓頭，一字槽，平圓頭，十字槽。按頭部形狀：六角頭頭部起子槽；內(nèi)六角孔；圓柱頭；一字加十字槽；沉頭，要求全螺紋，要求螺紋部分直徑較粗。
緊定螺釘錐端適于零件表面硬度較低不常拆卸常合，末端：平端接觸面積大、不傷零件表面，用于頂緊硬度較大的平面，適于經(jīng)常拆卸；圓柱端壓入軸上凹坑中，適于緊定空心軸上零件的位置，適于較輕材料和金屬薄板。
自攻螺釘：由螺釘攻出螺紋。
螺母有六角螺母：標(biāo)準(zhǔn)，扁、厚圓螺母（與帶翅墊圈）+止退墊圈——帶有缺口，應(yīng)用時帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入軸槽中，外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。螺母粗制、精制，粗制平墊、精制 A型；普通墊圈、斜墊 B型帶倒角。
墊圈有：防松墊圈（彈簧墊圈）起防松作用，帶翅墊圈等
4.緊固件的裝配技術(shù)和選用事項
緊固件螺栓連接是一種在機械類產(chǎn)品、尤其是在汽車制造業(yè)中有著廣泛應(yīng)用的，既十分重要又很有代表性的結(jié)構(gòu)。螺栓連接有很多種形式，但在確保其裝配、連接的可靠性這一基本點上則是一致的，不過針對不同的連接方式往往還需要區(qū)別對待，主要反映在對待某些特殊的技術(shù)指標(biāo)上會有所側(cè)重。緊固件螺栓裝配的技術(shù)要求：要認(rèn)真檢查所使用的螺栓、螺母的材質(zhì)、型式、尺寸和精度是否符合有關(guān)的技術(shù)要求。對用于高溫、高壓和重要場合的合金鋼螺栓、螺母要特別仔細(xì)、認(rèn)真、驗證合格證和抽查記錄，其要求應(yīng)符合GBJ235-82《工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范金屬管道篇》工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范金屬管道篇國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在同一法蘭上使用的螺栓和螺母，選用時其材質(zhì)和規(guī)格應(yīng)一致，不允許有材質(zhì)不同和規(guī)格不一的螺栓、螺母混入。
螺栓、螺母不允許有裂紋、皺折、彎曲、亂扣、磨損和腐蝕等缺陷。螺栓擰到閥體法蘭或螺母擰在螺栓上時應(yīng)無明顯的晃動和卡阻現(xiàn)象。舊螺栓、螺母應(yīng)認(rèn)真清洗，除去油污和銹斑等異物；新的螺栓、螺母應(yīng)除銹、清洗毛刺。裝配前，應(yīng)在螺紋部分涂布鱗片狀石墨粉或二硫化鉬粉，可減少擰緊力，又便于以后拆卸。配對螺栓、螺母的材料強度等級不應(yīng)相同，一般螺母的材料強度等級較螺栓低一級。自制的螺栓、螺母和無識別鋼號的螺栓、螺母，應(yīng)打上材質(zhì)標(biāo)記鋼號，鋼號應(yīng)打在螺栓的光桿部位或頭部，螺母打在側(cè)面，以便于檢查鑒別。
螺栓擰緊的順序：螺栓的擰緊程度和次序，對閥門裝配質(zhì)量和法蘭密封有著十分顯著的影響。螺栓擰緊按照規(guī)定的次序，對稱均勻，輪流擰緊。當(dāng)每根螺栓都初步上緊得力后，應(yīng)立即檢查法蘭或填料壓蓋是否歪斜，測量法蘭之間間隙是否一致，及時糾正。然后對稱輪流擰緊螺栓，擰緊量不得過大，每次以1/4～1/2圈為宜，一直擰到所需要的預(yù)緊力為止。也要特別注意，不得擰得過緊，以免壓鎖墊片，擰斷螺栓。最好用測力扳手按設(shè)計計算的預(yù)緊力擰緊，一般修理時以擰到法蘭密封不漏為準(zhǔn)。前后再檢查法蘭間隙應(yīng)一致，并保持2mm以上。
在緊固件的連接中,可靠性問題的一個重要因素是預(yù)緊力,也就是擰緊緊固件時加在連接組件上的力。預(yù)緊力的大小取決于許多因素,其中包括緊固件的材料、加工光潔度、螺栓頭的形狀和潤滑狀況等。在擰緊緊固件以增加其預(yù)緊力時,作用在緊固件上的扭應(yīng)力將降低了緊固件在屈服點以前的抗拉應(yīng)力。螺母的防松方法：閥門上防止螺母松動的方法，常采用鎖緊螺母、彈簧墊圈、止動墊圈、開口銷等零件。緊固件螺母螺栓連接過程中保證載荷的重要性。不可否認(rèn)，對于那些通用螺母和位于一般工件上的螺孔，指標(biāo)對產(chǎn)品質(zhì)量帶來的風(fēng)險、影響是很小的，因此“保證載荷”通常不一定檢測，從而往往容易被忽視。但其實，應(yīng)注意到支架上的螺孔還不是真正意義上的螺母。相比一般的螺母，它的剛性、強度更差。在德國大眾，這一類零件被稱為是“帶有螺紋孔的鋼板”，而形成的薄板狀螺栓連接與一般的螺栓連接有相當(dāng)大的差別。為此，德國大眾汽車公司專門編寫了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)V帶有螺紋孔的鋼板的要求。這個標(biāo)準(zhǔn)雖然十分簡短，但其中就有一段的敘述，明確地引用上述ISO898-2的要求，需進行“保證載荷”的測試。在緊固件的機械性能中，還有一項針對螺母的重要指標(biāo)，“保證載荷”是在當(dāng)螺栓連接承受軸向預(yù)緊力時，對其中螺母的螺紋部分的工作可靠性予以確認(rèn)。保證載荷的試驗方法是：在被檢的螺孔中擰人標(biāo)準(zhǔn)螺栓，然后在其上沿螺母軸線方向施加規(guī)定的載荷，鉚釘螺母應(yīng)能夠承受該載荷而不得脫扣滑牙、變形或斷裂，當(dāng)卸載后，應(yīng)能用手將螺母旋出。
選用緊固件連接時，要區(qū)分是受拉連接還是受剪連接，或者是受拉并受剪的連接。這三種連接的受力情況、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、防松方法、裝配工藝、預(yù)緊程度、提高強度的措施等，都有差異。選用連接時，采用受拉緊固件還是受剪緊固件，主要由被連接的結(jié)構(gòu)形式和載荷狀況決定。
選用螺栓組連接時，要選擇好螺栓的數(shù)目和安排好各個螺栓的位置。對于具有對稱性的被連接部分，螺栓的布置也應(yīng)有對稱性；對于非對稱性的被連接部分，則要根據(jù)結(jié)構(gòu)和力的流向而相應(yīng)地安排傳力點。不論被被連接部分和螺栓的布置有無對稱性，都盡可能使需要傳遞的工作載荷——拉力或剪力這螺栓組的形心位置線，也就是通過被連接部分在力矩作用下的旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)趨勢時所繞的軸線。螺栓的形心盡可能與連接接合面的形心重合。
一般情況下，螺栓組連接中各個螺栓的材料和規(guī)格尺寸都相同。對于不受結(jié)構(gòu)限制的非對稱性螺栓組，或各個螺栓受力相差甚大的螺栓組，有時根據(jù)受力情況采用不同材料和規(guī)格尺寸的螺栓，例如機件結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件和軸銷支座的螺栓組連接。螺栓組中各個螺栓的布置還應(yīng)考慮螺栓孔加工和連接裝配的方便。螺栓連接中，各個材料和規(guī)格尺寸相同的螺栓，要用相同的預(yù)緊力擰緊，并應(yīng)按合理的順序擰緊各個螺栓，以保證被連接部分接合、貼緊和受壓均勻。對于重要的連接，應(yīng)規(guī)定需要的預(yù)緊力或擰緊力矩的大小，并在擰緊連接時嚴(yán)格控制。應(yīng)多采用先進、準(zhǔn)確的控制預(yù)緊力的裝配工具和測量方法。每個螺栓連接都應(yīng)有防松措施。防松的要領(lǐng)在于防止螺紋副的初始相對轉(zhuǎn)動，而不是防止螺母對于被連接部分的轉(zhuǎn)動。必要時，可采用雙重防松措施。
在螺母處應(yīng)有足夠的扳手空間。螺栓頭部處也應(yīng)有足夠的扳手空間或特殊的結(jié)構(gòu)，以便在擰緊連接時將頭部扭緊；或者采用在螺栓端部扭緊的方法，對于處于不甚開敞處的連接，更需要考慮安裝和擰緊的可能與方便。連接中螺栓的間距和連距，其最小值和最大值，都應(yīng)按選用規(guī)范和經(jīng)驗規(guī)定。螺帽螺紋部分在螺母支承面以下的余留長度和伸出螺母的長度，都應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)。在受拉螺栓連接，要有一定的余留螺紋。在受剪螺帽的連接，此余留螺紋的長度應(yīng)盡可能小，可以采用補償墊圈容納螺紋收尾，以使被連接部分的孔壁全長都與螺帽桿接觸，在傳遞橫向力的受剪螺帽連接，沿傳力方向的螺帽不宜超過6個，以免各個螺栓受力不均。在傳遞旋轉(zhuǎn)力矩的受剪螺栓組連接和傳遞翻轉(zhuǎn)力矩的受拉螺栓組連接，合理安排螺栓位置有可能使各個螺栓受力相差不過大，使受力最大螺栓的工作剪力或接力小些。對于受剪螺栓連接，可考慮用各種抗剪裝置以分擔(dān)剪力而使連接變?yōu)槭芾菟ㄟB接，例如用襯套、齒墊、銷等。
5.結(jié)束語
隨著交通工具的越來越發(fā)達(dá)與文化科技的發(fā)展，世界正在開始融合成一個大家庭。企業(yè)的競爭也開始走向世界化。隨著我國振興裝備制造業(yè)進程的不斷推進，產(chǎn)業(yè)升級速度不斷加快，我國緊固件行業(yè)與世界各國經(jīng)濟的融合不斷加速，這對我國緊固件行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平提出了越來越高的要求，緊固件行業(yè)是否能夠不斷提升其整體水平不僅關(guān)系到能否縮短我國汽車、重大技術(shù)裝備與國外先進水平的總體差距，還關(guān)系到包括人民生活在內(nèi)的整個國民經(jīng)濟的發(fā)展水平。我國的緊固件行業(yè)仍為發(fā)展中行業(yè)，大而不強，與美國、日本、歐洲發(fā)達(dá)國家的差距較大。所以我國緊固件企業(yè)要提高技術(shù)等級，必須先從設(shè)備改進、技術(shù)提高著手，生產(chǎn)高端的緊固件，取代進口產(chǎn)品，這是緊固件企業(yè)的一個有利趨向。
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