【专业知识】看这里!螺栓的拧紧力矩标准都在这里

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各类螺丝的拧紧⼒矩标准,你知道吗?
拧紧⼒矩和破坏扭⼒是两个概念,拧紧⼒(矩)是指螺丝拧⼊⼯件的建议值;破坏扭⼒(即破坏扭矩)指将螺丝拧断的最⼩值(详见紧固件的破坏扭矩标准GB3098.13),很显然,拧紧⼒矩是少于破坏扭矩的。
普通螺栓拧紧⼒矩:三国世纪>深圳市长梁湘
公制螺栓扭紧⼒矩:Q/STB 12.521.5-2000
范围:本标准适⽤于机械性能10.9级,规格从M6-M39的螺栓的扭紧⼒矩,对于使⽤尼龙垫圈、密封垫圈、其它⾮⾦属垫圈的螺栓,本标准不适⽤。
注:对于设计图纸有明确⼒矩要求的,应按图纸要求执⾏。
螺栓预紧⼒的选⽤和螺栓强度校核
螺栓作为连接件,使⽤⼗分⼴泛, 其在机车车辆、航太航空、风电机组上的使⽤环境⼤多是⾼强度⾼应⼒, ⽽在乘⽤车主要部件的使⽤环境⼤多是低应⼒卨周期,但仍然存在著极⼤的隐患。从安全⾓度来说,螺栓所联接的部件都是很昂贵的。所以,螺栓失效时,损坏的不仅仅是它们本⾝,⽽是整个产品。
螺栓连接作为汽车装配上的重要应⽤,据有关资料介绍,根据发动机上的螺纹紧固件通常在1500-2000颗左右,品种更是⾼达100个以上,规格也是从M6-M30不等,⽽其中⼤约100颗是与车辆的安全性能有密切联系的。⽽做为在装配过程中最重要的螺栓规格及预紧⼒的选⽤,存在理论上的不⾜和认识的误区。学习的艺术
本⾝使整个连接构件失效。
在拧紧螺母时,两个或者多个零件被压紧,零件⾃⾝被压缩,就像弹簧的压缩变形⼀样,在螺母和螺栓与装配件之间的接触表⾯零件⾃⾝会产⽣很⼤的⼒,这个⼒会使得螺栓发⽣拉仲变形,经计算该应⼒是简单的轴向拉⼒的1.3倍,螺栓产⽣的拉应⼒超过材料的强度极限时,螺栓就被拉断了。仅仅按操作者的经验进⾏螺栓的紧固,对於批量⽣产的产品是⾮常不科学的。对于长扳⼿拧紧⼩螺栓时,更应该注意预紧⼒的⼤⼩,避免发⽣过度预紧的现象。
使⽤标准扳⼿时,施加⼒⼤⼩可参照表1。
表1常⽤规格螺栓扳⼿长度及施加⼒参考值:
手拉手团购网常⽤规格螺栓的扭矩值
表2列出部分常⽤规格螺栓不同性能等级所对应的紧固扭矩值。
对于设计⼈员来说,该连接处的预紧⼒需要多⼤,才能既达到零件的⼯作要求,⼜不⼤於螺栓的安全应⼒,这就需要计算出该处所需的应⼒最⼩值,以此数值来选⽤合适的螺栓紧固件。施加於螺栓紧固件上的预紧⼒,上限值取决於螺栓紧固件的屈服强度,下限值取决於满⾜⼯作需要所需提供的最⼩预紧⼒。
表2常⽤规格螺栓的紧固扭矩值:
螺栓规格的合理选⽤
机车车辆、机械装备、汽车的装配是实现总成件,尤其是⼤型总成装配件⽣产的重要环节,零部件之间的连接通常通过螺栓来实现,特别是关键部位的螺栓, 其连接品质决定著总成装配件的可靠性。由
於螺栓施加预紧⼒的数值影响了螺纹的连接品质,在保证采⽤合适预紧⼒装配的前提下,选⽤合适的螺栓规格,⾮常重要。对於螺纹紧固件来说,它们的性能参数都是在⼀定的范围内变化的,所以基本是有参考值的,因此计算出该紧固连接处的螺栓规格在性能上,是否达到⼯作强度要求,是设计⼈员必须考虑的。
强度计算
⼿册中的螺栓连接
现⾏的汽车⾏业螺栓强度分析基本都是基于(机械设计⼿册)的理论计算,由于安全系数要求有较⾼的强度余量,所选螺栓强度会远远⾼于所需强度,进⾏计算时,⾸先是根据连接的类型、装配情况、载荷状态等条件,确定螺栓的受⼒,然后按相应的强度条件计算螺栓危险截⾯的直径或校核其强度。
螺栓连接装配时,其螺栓危险截⾯的拉伸强度条件为:
其中F2为螺栓总拉⼒,F0为螺栓预紧⼒,其中:
为螺栓相对钢度,取值为0.2-0.3。
VDI2230标准的螺栓连接的强度计算
VDI2230《⾼强度螺栓连接的系统计算强度校核》标准,在德国及其它国家已获得⼴泛应⽤,适⽤于⾼强度螺栓的强度校核,使⽤该标准校核最⼤载荷下的⼯作应⼒。
VDI2230标准在⽤于校核螺栓强度⽅⾯,更加注重螺栓本⾝的各段尺⼨,并将预紧⼒引起的螺栓扭转应⼒,以及螺纹摩擦系数精细的考虑在内,相对于《机械设计⼿册》粗放⼤的相对刚度系数,该标准有效的降低了强度浪费。
结论:
螺纹紧固件在机车车辆、航太航空、风电机组和汽车上的运⽤是普遍的,但是对⾼强度螺栓重视程度远远不够,近⼏年频繁发⽣由于螺栓断裂引发的事故,可以看出螺栓虽⼩,但位置关键,各⼤公司,特别是国际品牌对⾼强度螺栓的选⽤设计也是⾮常严格的,但是也发⽣由于螺栓强度不⾜发⽣事故, 应该引起我们对设计过程的关注。德国VDI-2230《⾼强度螺栓连接的系统计算强度校核》标准,相对于《机械设计⼿册》的计算⽅式,更注重强度的有效利⽤,计算中考虑了温度、截⾯变化和摩擦系数等细节⽅⾯,为螺栓的强度校核提供了更加贴近事实的⽀援。

本文发布于:2023-07-08 13:02:29,感谢您对本站的认可!

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