螺栓联接设计知识分享
1.螺栓联接需要的是夹紧力f,但我们能测量的是扭矩t。螺栓旋转的越多,得到的扭矩越大。但是90%的扭矩被摩擦力(螺栓头下表面摩擦力,50%;螺纹副中的摩擦力,40%)消耗掉,只有10%的扭矩转化为夹紧力。螺栓的初始设计按此比例来分配三者关系,改变某一变量,则对预紧力产生影响。
2.在螺栓头下加润滑油,减小摩擦系数,可以使摩擦力从50%减小到45%,夹紧力从10%上升到15%。
3.当螺栓生锈或者螺纹副有油漆时,螺纹副的摩擦力增大,导致扭矩合格但夹紧力不足。
4.其它改变摩擦系数的常见情况有:涂层材料改变,涂层厚度变化,与螺帽旋转接触面摩擦系数,垫片增加或减少等。
5.夹紧力一定要高于外部载荷。
6.材料弹性松弛会使夹紧力衰减。
7.10%的夹紧力做功体现在螺栓的被拉伸,40%和50%体现了螺纹副以及螺栓头下拧紧后摩擦力导致的发热。
8.按照iso898要求,与螺栓配合的螺纹副,螺母强度要与螺栓本身强度相匹配,比如螺栓强度为10.9级,应采用强度为10的螺母。即螺栓联接副必须选用相适用等级的螺栓、螺母和垫圈。
9.按照iso898要求,螺母或者有效螺纹联接高度一般大于公称直径d的0.8以上,比如m10的螺栓与之匹配的螺母高度不得低于8mm。
10.平垫圈的作用一是增加支撑面积,防止损伤零件表而;二是结构要求(如长孔),便于联接。因此,在高强螺栓大预紧力联接中有时为了防止承压面的破坏,在联接中使用平垫圈。
11.采用普通螺母时,轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的,从螺母支承面算起,第一圈受载最大,以后各圈递减。旋合圈数越多,载荷分布不均的程度也越显著,到第8圈以后,螺纹几乎不受载荷。
12.螺栓的最大应力一定时,应力幅越小,疲劳强度越高。在工作载荷和剩余预紧力不变的情况下,减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度都能达到减小应力幅的目的,但预紧力则应增大。
13.减小螺栓刚度的措施有:适当增大螺栓的长度;部分减小螺栓直径或做成中空的结构即柔性螺栓。在螺栓下面安装弹性元件,也能起到柔性螺栓的效果。柔性螺栓受力时变形量大,吸收能量作用强,也适于承受冲击和振动。
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