螺栓原理及裝配工藝

螺栓原理及裝配工藝螺栓原理介紹第一次就正確緊固什么是螺栓連接螺栓和螺母的功能和工作原理有墊片的螺栓連接小結(jié)受控緊固過度緊固沒有緊固安全性重做的成本潛在的事故隱患可靠性排放/污染災(zāi)難‘第一次就正確緊固’連接完整性–目標(biāo)概述什么是螺栓連接？我們通常會(huì)想到石油石化管道和法蘭，但是…概述任何兩個(gè)用螺紋連接的部件連接部件

和

螺栓和螺母

的

功能和工作原理連接部件中間放入墊片用螺栓使部件連接在一起

連接部件連接部件和工作原理壓力壓力螺栓被正確緊固部件之間產(chǎn)生夾緊力墊片被壓緊，并在連接件之間起到密封效果

連接部件和工作原理除了內(nèi)部的載荷，連接件可能會(huì)承受更多的分離載荷，它們包括但也不局限于：壓力壓力側(cè)向應(yīng)力振動(dòng)+/-oC

振動(dòng)

溫度的循環(huán)作用

側(cè)向應(yīng)力(風(fēng)力,流量,壓力等等)

負(fù)載的改變

例如:

當(dāng)一駕吊車在起吊重物時(shí),在物體剛離地

和在半空中承受的負(fù)載時(shí)不一樣的

因此螺栓必須被正確的緊固到正確扭矩以承受會(huì)使連接件分離的附加的作用力使連接件分離的作用力定義:

螺栓和螺母的主要作用在于將兩件構(gòu)件用準(zhǔn)確的作用力連接在一起，以防止在設(shè)備運(yùn)行的過程中出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象。緊固不足緊固過度螺栓由于振動(dòng)或循環(huán)載荷而松脫墊片接觸面損壞沒有壓緊力法蘭轉(zhuǎn)動(dòng)墊片過度壓緊裂紋頸縮螺栓和螺母的作用在螺栓已經(jīng)經(jīng)緊固的情情況下，部部件所承受受的工作載載荷會(huì)降低低部件之間間的壓緊力力螺栓必須預(yù)預(yù)緊到一個(gè)個(gè)額定的數(shù)數(shù)值以抗衡衡在部件工工作中所承承受的所有有載荷如果工作載載荷超過了了此數(shù)值會(huì)會(huì)導(dǎo)致螺栓栓失效并造造成部件分分離螺栓和螺母母的作用螺栓和螺母母的工作原原理螺栓作用類類似彈簧由螺栓連接接的部件也也類似彈簧簧螺栓和螺母母的工作原原理胡克定律應(yīng)力應(yīng)變塑性范圍極限抗拉強(qiáng)度螺栓失效破壞點(diǎn)彈性范圍屈服強(qiáng)度固體材料受受力之后，，材料中的的應(yīng)力與應(yīng)應(yīng)變(單位變形量量)之間成線性性關(guān)系螺栓材料在對(duì)緊固件件進(jìn)行擰緊緊時(shí)，了解解緊固件材材料的強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)是非非常必要的的有許多材料料可以適合合制造緊固固件，對(duì)材材料的選擇擇基本是根根據(jù)許多不不同因素，，例如：應(yīng)用的場(chǎng)合合對(duì)負(fù)載的要要求(材料強(qiáng)度)安裝的方法法螺母材料等等級(jí)螺栓上表面面刻有型號(hào)等等標(biāo)示螺栓直徑螺母AF尺寸(對(duì)邊尺寸)螺栓材料等等級(jí)螺母下表面面平整的接觸觸面螺母和螺栓栓的標(biāo)識(shí)六角螺母和和螺栓的標(biāo)標(biāo)識(shí)8.8公制螺紋螺母和螺栓栓的標(biāo)識(shí)生產(chǎn)商第一個(gè)數(shù)=1/100螺栓材質(zhì)公公稱抗拉強(qiáng)強(qiáng)度100×8=800N/mm2第二個(gè)數(shù)=螺栓材質(zhì)的的屈強(qiáng)比值值0.8兩數(shù)相乘得得出屈服應(yīng)應(yīng)力800*0.8=640N/mm2螺栓能承載載的拉力載載荷速算*：面積**X屈服應(yīng)力*準(zhǔn)確的數(shù)數(shù)值還需要要考慮潤(rùn)滑滑等其他因因素**面積應(yīng)應(yīng)為應(yīng)力截截面積，速速算用直直徑可參考考0.85-0.92螺栓標(biāo)準(zhǔn)直直徑螺母和螺栓栓的標(biāo)識(shí)螺栓和螺母母的標(biāo)識(shí)螺母的對(duì)邊邊尺寸可由由下面的公公式計(jì)算為為:(螺栓直徑x1.5)

+0.125例如：11/4”8UNBolt(1.25x1.5)+0.125=2””A/F兩種常見的的螺紋形式式:英制尺寸：：3/4-8*3”米制尺寸:M20-3.5*1508TPImm(e.g.3.5)標(biāo)準(zhǔn)直徑(英寸)標(biāo)準(zhǔn)直徑(mm)A/F=對(duì)邊尺寸對(duì)于M33到M85的米制尺寸螺栓螺母的A/F尺寸

每次增加5mm:M33x3.5

50mmA/FM36x4

55mmA/FM39x4

60mmA/F小于M33的螺栓A/F尺寸大約可計(jì)算為：1.5x螺栓直徑螺栓的涂層層在對(duì)緊固件件進(jìn)行擰緊緊時(shí)，需知知道緊固件件的表面涂涂層緊固件表面面涂層的種種類有很多多，如何選選擇涂層的的材料需要要考慮很多多因素，其其中包括：：部件的使用用工況對(duì)防腐蝕的的要求陰極保護(hù)裝飾作用適合安裝的的方法含有墊片的的連接壓力壓力包含有墊片片的部件安安裝墊片壓緊螺栓被正確確緊固部件之間產(chǎn)產(chǎn)生夾緊力力墊片片被被壓壓緊緊，，并在在連連接接件件之之間間起起到到密封封效效果果廣泛應(yīng)用于高溫、高壓的環(huán)境，不同的設(shè)計(jì)、金屬和非金屬材料的組合能使之應(yīng)用于多種不同場(chǎng)合，抗腐蝕、抗有毒物質(zhì)能力較強(qiáng).最初應(yīng)用于石油石化行業(yè)，適用于高溫、高壓的應(yīng)用，例如石油挖掘開采、閥、管道、高壓反應(yīng)容器環(huán)狀狀金金屬屬墊墊片片(RTJ)軟式式墊墊片片(CNAF)特殊殊墊墊片片設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)金屬屬纏纏繞繞墊墊片片(SWG)主要用于較低的壓力和溫度環(huán)境，例如水管、發(fā)動(dòng)機(jī)等絕緣墊片，能夠抗腐蝕。它們大多也能抵御油、氣管道中的雜散電流，增加連接件陰極保護(hù)的有效性，減少電解腐蝕墊片片種種類類常用用墊墊片片種種類類螺栓栓原原理理螺栓栓連連接接的的應(yīng)應(yīng)用用并并不不只只限限于于管管道道螺栓栓在在部部件件連連接接面面產(chǎn)產(chǎn)生生壓壓緊緊力力螺栓栓的的工工作作原原理理是是被被拉拉伸伸然然后后回回縮縮螺栓栓僅僅在在彈彈性性范范圍圍內(nèi)內(nèi)工工作作。。不不同同材材料料的的螺螺栓栓的的強(qiáng)強(qiáng)度度性性能能會(huì)會(huì)有有所所區(qū)區(qū)別別。。螺栓栓應(yīng)應(yīng)力力必必須須足足夠夠大大以以抵抵抗抗部部件件在在使使用用過過程程中中各各種種使使部部件件分分離離的的應(yīng)應(yīng)力力，，但但同同時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)力力也也不不能能太太大大而而造造成成連連接接件件的的損損壞壞壓力力容容器器或或管管道道通通常常需需要要墊墊片片來來防防止止泄泄露露小結(jié)結(jié):扭矩矩緊緊固固扭矩矩緊緊固固什么么是是扭扭矩矩?作用用力力使使物物體體繞繞著著支支點(diǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的的趨趨向向旋轉(zhuǎn)力扭矩矩緊緊固固什么么是是扭扭矩矩緊緊固固?通過過旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)緊緊固固件件的的螺螺母母部部分分來來對(duì)對(duì)緊緊固固件件施施加加預(yù)預(yù)緊緊力力的的應(yīng)應(yīng)用用緊固件的拉伸

(預(yù)緊力)扭矩矩緊緊固固我們們測(cè)測(cè)量量施施加加的的扭扭矩矩我們們想想要要測(cè)測(cè)得得的的是是夾夾緊緊力力扭矩矩緊緊固固施加加的的扭扭矩矩減去去摩擦擦損損失失等于于螺栓栓殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力*螺栓栓殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力=預(yù)緊緊力力螺栓栓在在緊緊固固后后剩剩余余的的應(yīng)應(yīng)力力扭矩矩緊緊固固用扭扭力力扳扳手手施施加加的的力力矩矩會(huì)會(huì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成三三種種力力：：1.拉伸伸螺螺栓栓的的作作用用力力+2.克服服螺螺栓栓螺螺紋紋摩摩擦擦的的作作用用力力+3.螺母母和和連連接接部部件件表表面面摩摩擦擦的的作作用用力力扭矩矩緊緊固固50%螺母母支支撐撐面面的的摩摩擦擦力力10%有用用的的螺螺栓栓殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力（極極端端情情況況，，一一般般為為30%)40%螺紋紋之之間間的的摩摩擦擦力力扭矩矩緊緊固固–潤(rùn)滑滑摩擦擦點(diǎn)點(diǎn)在螺紋上涂上潤(rùn)滑劑在螺母表面使用潤(rùn)滑劑僅在在螺螺柱柱/螺栓栓緊緊固固部部分分的的尾尾部部扭矩矩緊緊固固–潤(rùn)滑滑20406080100120扭矩矩-LbFt01234567891011螺栓栓殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力(Tons)輕型潤(rùn)滑油mu=0.15干燥，無潤(rùn)滑mu=0.2使用鉬潤(rùn)滑脂mu=0.1(施加加的的力力)扭矩矩緊緊固固–潤(rùn)滑滑2.5英寸(M64)的螺栓擰緊螺栓需要要194,400lbf(865kN)潤(rùn)滑情況-干燥系數(shù)=0.225擰緊時(shí)所需要要的扭矩11,136lbs.ft(15.4kNm)二硫化鉬潤(rùn)滑滑劑-干燥系數(shù)=0.1擰緊時(shí)所需要要的扭矩5,707lbs.ft(7.37kNm)舉例:扭矩緊固順序序負(fù)載集中（偏偏載）當(dāng)在施加扭矩矩時(shí)，我們通通常是一個(gè)接接一個(gè)的對(duì)螺螺栓進(jìn)行緊固固。在這種情情況下會(huì)產(chǎn)生生負(fù)載集中。。為了避免這種種情況，我們們需要采用特特定的步驟來來對(duì)螺栓進(jìn)行行緊固，即使使用設(shè)定的扭扭矩分階段、、用特定的模模式對(duì)螺栓進(jìn)進(jìn)行緊固。對(duì)螺栓施加漸漸進(jìn)的、統(tǒng)一一的扭矩。扭矩緊固順序序應(yīng)力分散在施加扭矩時(shí)時(shí)，我們通常常是一個(gè)接一一個(gè)的對(duì)螺栓栓進(jìn)行緊固。。這會(huì)造成應(yīng)應(yīng)力分散1234我們先擰緊1、2號(hào)螺栓，然后后是3、4號(hào)在這種情況下下，3、4號(hào)螺栓會(huì)分享享1、2號(hào)螺栓的部分分應(yīng)力1、2號(hào)螺栓因此會(huì)會(huì)產(chǎn)生些許的的松動(dòng)，但當(dāng)當(dāng)連接件是由由更多的螺栓栓進(jìn)行緊固時(shí)時(shí)，這種分享享應(yīng)力的情況況會(huì)被中和減減少扭矩緊固順序序扭矩?cái)Q緊形式式使用扳手時(shí):2-3個(gè)螺紋高于螺螺母上表面123485671234123486712591011重復(fù)以上的步步驟3次分別使用1/3,2/3和全額扭矩結(jié)束上述步驟驟后，從1號(hào)螺栓開始順順時(shí)針對(duì)所有有螺栓用全額額扭矩進(jìn)行再再次的擰緊扭矩扳手–拆卸拆卸在擰松螺栓時(shí)時(shí)，一般需要要比緊固時(shí)更更高的扭矩這主要是因?yàn)闉楦g；螺紋紋的形變等，，所以在拆卸卸緊固件時(shí)