紧固件(螺栓)基本知识.doc

紧固件（螺栓）基本知识 一、螺栓的材质和强度（引自GB/T3098-1） 目前我们应用的螺栓主要对应于GB/T 5781-2000 轨道交通行业应用主要的强度等级为： 1、4.8级（公称抗拉强度400Mpa 公称屈服强度320Mpa）； 2、8.8级（公称抗拉强度800Mpa 公称屈服强度640Mpa）； 其中，时菱公司用到的紧固件一般都是4.8级的。 产品等级分为A，B，C 三个等级：我们应用的为C级（最粗级，8g）。 螺纹分为粗牙螺纹和细牙螺纹，我们应用的为粗牙螺纹。 镀层（镀彩锌、镀镍）厚度3~5um；在一般的大气中耐腐蚀性好，但是遇到酸碱易溶解，且工作温度需要低于300摄氏度。 一般情况下，铁质螺栓材质为碳钢，如Q235（4.8级）或者45号钢（8.8级），螺母材质略低于螺栓，一般硬度低于螺栓20~30HBS。 不锈钢螺栓为奥氏体不锈钢。 下表列出了各等级紧固件的性能 以下拉力表是螺杆抗拉强度的理论值，没有考虑工程应用中的实际情况（如振动产生加速度造成的负荷、咬合螺纹的承受能力、高温造成的屈服强度下降等） 二、螺栓的应用 1、螺栓对应的开孔尺寸 2、普通的机械装配和电气连接（静止状态，非传动机构，且不承受扭转载荷、翻转载荷、剪切载荷、横向载荷），螺纹咬合，对于4.8和8.8级的螺栓，其螺纹副咬合的长度规定如下： 内螺纹为螺母，伸出长度为0.2~0.3d（对于不承受载荷的可以为2~3p） 内螺纹基材为碳钢、不锈钢：咬合长度为1d以上 内螺纹基材为铸铁：咬合长度为1.25d~1.5d 内螺纹基材为铜合金、铝合金、玻璃钢绝缘板，咬合长度为1.5~2.5d（要上钢丝螺套） 螺栓轴线到工件边沿的距离最小要满足：L=d+(3~6)mm （螺栓头不能超过边沿） 对于盲孔的底孔，螺纹加工长度为H1=H+(2~2.5)P H为螺栓插入长度 盲孔全部的深度应该为：H2=H1+(0.5~1)d 3、螺栓组连接 螺栓组连接的原则是：合理的布置，保证各个螺栓受力均匀，便于加工和装配，螺栓的排布应当有合理的边距和间距，以保证足够的安装空间。 典型的布置图如下例 4、螺牙的受力分析 表2.1-7 表2.1-8 5、单个螺栓的载荷（静载荷，无预紧力） 单个螺栓的载荷（静载荷，有预紧力） 表2.1-9 剩余预紧力推荐值 实例1： 条件：2个螺栓，承受的轴向载荷为2000kg，假定预紧力为0.6倍的载荷，则需要多大的螺栓 结果如下： 每个螺栓载荷为1000kg，即9800N； 使用公式 {(1.3*1.6*9800*4*3.5}/(3.1416*320}}^0.5=16.85 mm 所以应当选取M18及以上的螺栓 如果该螺栓处于有可能发生振动冲击的场合，冲击的加速度为3g，则可认为瞬间的载荷为3*9800 重新计算 {(1.3*（0.6*9800+3*9800）*4*3.5}/(3.1416*320}}^0.5=25.27 mm 所以应当选取M26以上的螺栓 螺栓大小实际的选取参见三菱电机的技术转让资料。 6、预紧力的选取 在我国的标准中，预紧力的选取遵循下面的公式 4.8级的螺栓可以粗略参考上表中的5.6级 7、预紧力和紧固扭矩之间的关系为： T=kt* F’ * d d为螺纹大径，即公称直径，T单位为Nm，F’为N，d为m （当无润滑的铁质螺栓紧固时，系数为0.1996） 例1：根据上表（三菱紧固扭矩一览表，以及），选取M8的螺栓进行计算 M8的螺栓紧固扭矩为13.8 Nm13.8=0.1996*F’*0.008 得出F’=8642.3 N （预紧力）， 弹垫的载荷为7450N 4.8级 M8的螺栓的允许应力为11400N， 余下的2757.7N为最大允许轴向载荷 预紧力与允许应力的比值为0.758 例2：根据上表（三菱紧固扭矩一览表，以及），选取M10的螺栓进行计算 M8的螺栓紧固扭矩为27.5 Nm27.5=0.1996*F’*0.010 得出F’=13777.6 N （预紧力）， 弹垫的载荷为11800N 4.8级 M10的螺栓的允许应力为18000N， 余下的4222.4N为最大允许轴向载荷 预紧力与允许应力的比值为0.765 附表：三菱的紧固件载荷选取一览表（经验值） M5 M6 M8 M10 M12 实绩值（参考） 载荷（kg/Bolt） 0.2~1.4 0.5~3.75 1.0~10.0 3.75~10.0 4.5~37.5 载荷（kg/mm2） 0.01~0.1 0.03~0.25 0.03~0.29 0.07~0.18 0.06~0.47 附名词解释： 钢材基础知识大全1.屈服点（σs） 钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应