第7章 螺纹连接资料.ppt

§16－5 提高螺栓联接强度的措施 承受轴向变载荷时，螺栓的损坏形式： 疲劳断裂 容易断裂部位： 一、降低螺栓变载荷ΔF的变化范围 轴向工作载荷F的变化范围: 0~ F C1 +C2 C1 F′ ~ F′ +F 总拉伸载荷的F0变化范围: C1 ↓ C2 ↑ → ΔF变化范围↓ 或 采用空心螺栓、柔性螺栓，避免使用柔性垫片的方法 d 0.8d 0.7d d 采用金属薄垫片或者O形密封圈 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 二、改善螺纹牙间的载荷分布 措施: 采用悬置(均载)螺母。 加厚螺母不能提高联接强度。 普通螺母 加厚螺母 螺栓杆 螺母体 螺栓杆 螺母体 螺栓杆 Fa F5/2 F4/2 F3/2 F2/2 F1/2 F5/2 F4/2 F3/2 F2/2 F1/2 螺母体 螺栓杆 F F=F1+F2+F3+F4+F5 F1F2F3F4F5 螺栓杆 F F 螺栓杆 螺母体 假设螺母为刚体，则螺纹牙变形与普通螺木相同。 但实际上螺母也是弹性体，受载也被拉长，变形螺纹牙产生回弹，从而减小两者螺距变化，使受载均匀。 10圈以后，螺母牙几乎不承受载荷。 潘存云教授研制 采用凸台或沉孔结构 潘存云教授研制 潘存云教授研制 三、减小应力集中 1.增大过渡圆角 2.切制卸载槽 r 四、避免或减小附加应力 3.卸载过渡结构 要从结构、制造与装配精度采取措施。 潘存云教授研制 支承面不平 切削加工支承面 潘存云教授研制 潘存云教授研制 五、采用合理制造工艺 冷镦头部、辗压螺纹 疲劳强度提高30% 比车削 表面处理：氰化、氮化也能提高疲劳强度。 例1. 厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有例图(a)、(b)所示的两种方案。 已知螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa，[τ]=96 MPa，钢板[σ] P=320 MPa，铸铁 [σ] pl=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15， 可靠性系数Ks=1.2，载荷FΣ=12000N， 尺寸L=400mm，a=100mm。 (1)试比较哪种螺栓布置方案合理， (2)按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。 图1.1 [解] 1．螺栓组连接受力分析 (1)将载荷F向螺栓组连接的接合面形心点O简化，得一横向载荷FΣ =12000N和一旋转力矩T=F·L=12000×0.4=4800N·m，如图1.2所示。 图1.2 (2)确定各个螺栓所受的横向载荷。在横向力FΣ作用下，各个螺栓所受的横向载荷FS1大小相同，方向同FΣ 。 而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心点O的距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷FS2大小也相同，但方向各垂直于螺栓中心与形心O的连线(下图)。 图1.3 对于方案(a)，各螺栓中心至形心点O的距离为 由图2. 3(a)可知，螺栓1和2所受两力夹角最小，故螺栓1和2所受横向载荷最大，即 对于方案(b)，各螺栓中心至形心点O的距离为 由图1．3(b)可知，螺栓1所受横向载荷最大，则 (3) 两种方案比较：在螺栓布置方案(a)中．受力最大的螺栓1所受的总横向载荷 F Smax=10 820N 而在螺栓布置方案(b)中，受力最大的螺栓1所受的总横向载荷 F Smax=15 000N 方案(a)比较合理。 2.按螺栓布置方案(a)确定螺栓直径 (1)采用铰制孔用螺栓连接。 ①因为铰制孔用螺栓连接 是靠螺栓光杆受剪切和配 合面间受挤压传递横向载 荷，因此按剪切强度设计 螺栓光杆部分直径ds。 查GB／T 27---1988， 取M12 X 60(ds =13mm 11．98mm)。 图1.4 ②校核配合面挤压强度。如例图1．4所示配合面尺寸，螺栓光杆与钢板孔间 螺栓光杆与铸铁支架孔间 故配合面挤压强度足够。 (2) 采用普通螺栓连接。因为普通螺栓连接，是靠预紧螺栓在被连接件的接合面间产生的摩擦力来传递横向载荷，因此，首先要求出螺栓所需的预紧力f’。 由 f F’=KSFS 得 根据强度条件式，可得螺栓小径d1，即 查GB 196--1981，取M45(d1=40.129mm38.84mm)。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读