《螺栓紧固的方法》26页PPT

针对以上对螺栓松动的原因分析，制定以下预防措 施：
1. 塔机管理单位应加强管理，督促塔机作业班组 （或专门的维修保养班组）经常性的检查、紧固标 准节螺栓。根据经验，至少应每周检查一次标准节 螺栓，如发现有松动现象，及时紧固。
2. 采用合理的方法紧固标准节螺栓。常用旋转吊 臂，依次对塔身受压侧的螺栓紧固。日常使用中的 检查紧固，在塔机空载状态下，将小车走到臂根处， 从下而上地检查、紧固平衡臂侧的螺栓，这侧完后， 再将吊臂旋转180度，从上而下地检查、紧固另一 侧的螺栓，直至全部完成。每次顶升加节完后，按 上述方法将本次新加装的标准节螺栓检查紧固一遍。
塔身标准节连接螺栓是不允许出现松动的， 其危害极为严重。《建筑塔式起重机安全规 程》(GB5144-2006)第2.2.2.2条明文规定： “连接螺栓必须采用扭矩扳手或专用扳手， 按装配技术要求拧紧”，这类塔机的使用说 明书中也做出了同样的要求。螺栓松动后， 当弯矩在该螺栓方位的标准节主肢中产生拉 力时，将使两标准节接触面产生间隙。对高 度为30m未附着的塔机，在下部第二、三节 标准节连接处产生0.1mm的间隙，在吊臂根 部处的水平位移将增大2mm，如果多个接触 面产生间隙，则塔身变形急剧增加，对塔身 受力更为不利，甚至酿成倒塔事故。
那是什么原因导致塔机标准节螺栓松动呢？ 我们先来分析塔身的受力特点，塔身受力可 简化为：垂直于水平面的弯矩M、在水平面 的扭矩T、轴向压力N、水平力F，其中M、T 对螺栓松动影响较大。当吊臂吊起重物时， M为正值，放下重物后M为负值。回转启动时 产生的T为正值，回转制动时产生的T为负值。 在正常工作时，塔机频繁地吊起和放下重物， 吊臂反反复复地启动和制动，使塔身承受正 负交替频繁变化的弯矩和扭矩，导致标准节 连接螺栓受力在反复不断的变化，这是螺栓 松动的根本原因。塔机的工作特点决定了标 准节连接螺栓受力特点，这是不可克

常用垫片种类
金属缠绕垫片(SWG) 广泛应用于高温、高压的环境，不同的设计、金 属和非金属材料的组合能使之应用于多种不同场 合，抗腐蚀、抗有毒物质能力较强 .
环状金属垫片(RTJ) 最初应用于石油石化行业，适用于高温、高压的应用， 例如石油挖掘开采、阀、管道、高压反应容器
软式垫片(CNAF) 主要用于较低的压力和温度环境，例如水管、发 动机等
概述
任何两个用螺纹连接的部件
连接部件
和
螺栓和螺母
的
功能和工作原理
连接部件和工作原理
连接部件 连接部件中间放入垫片 用螺栓使部件连接在一起
连接部件和工作原理
压力 压力
螺栓被正确紧固
部件之间产生夹紧力
垫片被压紧， 并在连接件之间起到 密封效果
使连接件分离的作用力
除了内部的载荷，连接件可能会承受更多的分离载荷，它们包括 但也不局限于：
轻型润滑油
5
mu = 0.15
扭矩紧固
50% 螺母支撑面的摩擦力
10% 有用的螺栓残余应力 （极端情况，一般为30%)
40% 螺纹之间的摩擦力
扭矩紧固 – 润滑
摩擦点
在螺纹上涂上 润滑剂
在螺母表面使 用润滑剂
仅在螺柱/螺栓紧固部分的尾部
扭矩紧固 – 润滑
螺栓残余应力 (Tons)
11
使用钼润滑脂
10
mu = 0.1
9
8
7
6
特殊垫片设计 绝缘垫片，能够抗腐蚀。它们大多也能抵御油、气管 道中的杂散电流，增加连接件阴极保护的有效性，减 少电解腐蚀
螺栓原理
小结:
螺栓连接的应用并不只限于管道 螺栓在部件连接面产生压紧力 螺栓的工作原理是被拉伸然后回缩 螺栓仅在弹性范围内工作。不同材料的螺栓的强度性能会有所区别。

紧固的基本知识螺栓螺母
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多

螺栓螺母的类型与选择
螺栓的类型
六角头螺栓
十字槽盘头螺栓
应用广泛，头部呈六角形，通过旋转 来拧紧。
头部为十字形，用于需要高强度的连 接。
内六角螺栓
头部为内六角形，用于需要防止松动 的场合。
螺母的类型
六角螺母
最常见的螺母类型，与六角头螺 栓配合使用。
方螺母
四角形，常用于需要防止松动的场 合。
蝶形螺母
准备合适的工具，如 螺丝刀、扳手等。
清理螺栓和螺母的表 面，去除油污和杂质。
螺栓螺母的安装步 骤
将螺栓插入需要紧固的孔中，确保其 位置正确。
使用合适的工具，如扳手或螺丝刀， 将螺母拧紧。
将螺母放置在螺栓上，确保其位置正 确。
螺栓螺母的拆卸步 骤
使用合适的工具，如扳手或螺丝刀，将螺母松开。 将螺母从螺栓上取下。
紧固原理的基本要素
螺栓和螺母的设计、材料、尺寸、表 面处理以及连接方式等。
紧固原理的重要性
01
02
03
提高机械性能
通过紧固连接，可以有效 地提高物体的机械性能， 如强度、刚度和稳定性等。
保证安全性
紧固连接可以防止物体在 受到外力作用时发生松动 或分离，从而保证安全性 和可靠性。
简化装配和维修
通过螺栓和螺母的紧固连 接，可以方便地装配和维 修机械和设备，提高生产 效率。
使用专用的润滑剂对螺栓螺母进 行润滑，减少摩擦和磨损。
定期对螺栓螺母进行清洗，清除 残留的污垢和杂物。
注意不要使用对螺栓螺母有腐蚀 作用的清洗剂。
CHAPTER 06
螺栓螺母紧固原理案例分析
案例一：桥梁工程中的紧固应用
总结词
桥梁工程中，螺栓螺母的紧固应用至关 重要，直接关系到桥梁的安全性和稳定性。

螺丝的种类
螺丝的形状分为很多种类。特别是最近世界各厂家开发中的有无数之多。按一般分类，母 螺丝有螺母，公螺丝有螺丝、小螺丝、固定螺丝、透平螺丝、木螺丝等。另外，小螺丝中 按头的形状分为圆形、蝶形、平圆形、锅形、扁圆形、接线螺钉、这里还分一字形和十字 形。 通常所说的螺栓是指头的形状为六角型的螺丝，但其中也有四角､平头､圆头的。当然、螺 母中也和螺丝一样分为四角、圆的等。 螺丝还有根据用途的叫法。 例如钟表、自行车、建筑、汽车、机械、船具、等使用目的 不同其材質､規格等也不同。
可调整长度！
安装在左用右用的螺丝不是同样的。 右側的踏板不能安在左側・・・
单側是反螺丝！ 30
螺丝的小知识
「螺丝」是我们身边经常使用的金属部件，如果使用不当的话，有时会发生「螺丝」的松 动、掉落。
「螺丝」的拧紧也需要某种程度的技术和了解一定的有关知识。 在此介绍一部分有关「螺丝」拧紧的小知识。
１． 「螺丝」拧松时，会发生因拧紧不足，螺丝松动
一般情况下螺栓拧的过紧的话，螺栓自身损坏、带孔十字螺丝的十字孔螺丝转动的先端损坏。 普通的螺母（软鋼和黄銅制）和对象材质设置母螺丝部件时，使用高強度螺栓（例如六角带孔 螺栓等）拧的过紧时，母螺丝会损坏。这时，作业人员不会发现母螺丝的损坏。拧到合适为止， 要注意不能拧坏。拧紧后如果给予其他什么的負荷的话，「螺丝」和周围部件就会损坏，由此 的变形会发生螺丝松动。
锥形销
带槽弹簧销
9
10
六角螺栓
带头螺栓 六角带孔螺栓
代表性的螺丝俗称。
校正螺丝規格的工具
扁圆螺丝 螺丝
平头螺丝
定位螺丝
六角螺母（螺母）
垫圈 弹簧垫圈
螺距量仪
11
螺丝加工 用以下工具可以加工出Ｍ２～Ｍ１２左右。

螺栓连接紧固原理介绍
********* 2015.09
一 认识螺栓 二 螺栓连接原理 三 螺栓紧固方法 四 螺栓使用注意事项
目录
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一、认识螺栓
螺栓的定义：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部 分组成的一类紧固件。
螺栓的分类：
头部形状：六角头、圆头、方形头、沉头等； 螺纹长度：全螺纹和半螺纹； 螺纹牙型：三角形、梯形、管形等； 螺纹旋向：右旋和左旋
螺栓连接类型，根据螺杆与通孔的配合程度可分为：
普通螺栓连接：装配后孔与杆间有间隙，结构简单，装拆方便，可 多次装拆，应用较广
铰制孔螺栓连接：装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位 用
孔比螺杆大 0.5mm-1mm
孔比螺杆大 0.3mm-0.5mm
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二、螺栓连接原理
螺栓连接的工作原理
屈服点紧固法：理论目标是将螺栓拧紧到刚过屈服极限点
弹性范围 屈服强度
塑性范围
螺栓失效
极限抗拉强度 破坏点
应变
应力
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三、螺栓紧固方法
扭矩紧固法
通过旋转紧固件的螺母部分来对紧固件施加预紧力 所施加的力矩符合5-4-1规则
在螺母表面 使用润滑剂
通过螺杆的拉伸 来获得预紧力
施加扭矩
在螺纹上涂 上润滑剂
高强度螺栓：指的是性能等级为8.8级及以上的螺栓，其材质为低 碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火）
普通螺栓：其余通称普通螺栓，可分为精制螺栓（A、B级：5.6或 8.8）和粗制螺栓（C级），性能等级一般为4.6或4.8
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二、螺栓连接原理
螺栓连接：螺栓与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔 的元件，属于可拆卸连接。

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螺纹紧固件的画法
1．查表法 按国家标准规定的数据画图。
2．比例画法
螺母查表画法
将螺纹紧固件各部分的尺寸（公称长度除外）都与 规格d（或D）建立一定的比例关系，并按此比例画图 称为比例画法。工程实践中常用比例画法。
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螺纹紧固件的比例画法
名称
比例画法
螺栓
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答案
第40页/共47页
按“ESC”键退出 over
7-2-1 螺纹紧固件连接画法的练习
答案
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按“ESC”键退出 over
7-2-2 螺纹紧固件连接画法的练习
答案
第42页/共47页
按“ESC”键退出 over
7-3-1——螺纹紧固件连接
螺栓连接
螺柱连接
螺钉连接
组比
别
例
公 称每块
直
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六角头螺栓连接画法
六角头螺栓 六角螺母 平垫圈
螺栓连接画图步骤
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双头螺柱连接画法
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双头螺柱 六角螺母 弹簧垫圈
开槽圆柱头螺钉连接画法
开槽圆柱头螺钉
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开槽沉头螺钉连接画法
开槽沉头螺钉
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螺纹紧固件公称长度 l 的确定
简化标记：垫圈 GB/T 97.1 10 （从标准中查得，该垫圈内径d1为 φ10.5 mm）
规格为16mm、材料为65Mn、表 面氧化的标准型弹簧垫圈：
完整标记： 垫 圈 GB/T 93—1987-16-65Mn-
O 简化标记：垫圈 GB/T 93 16
（从标准中查得，该垫圈的d最小为 Φ16.2 mm）

∴由图可知，螺栓刚度：
C1
tg1
F'
1
1
F0 F' C1
被联接件刚度：
C2 tg2
静力平衡条件：
F'
2
2
F 'F ' ' C2
F0 F''F
力
力
b
得：F0
Qp Qp
F 'F
F '
C1 C1 C2
F
b F ' F ''(1 KC )Fm
变形
变形
b F '' F '(1 KC )Fm
测量预紧前后螺栓伸长量——精度较高
11
22
11 22
33
44
二、螺纹防松 图图44--1122测测力力矩矩扳扳手手
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1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成 摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零， 从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失 效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故
适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折
装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被 联接件中拧dd 出。
HH l2l2
l3l3 HH l1l1 l2l2
(a()a)
dd
(b(b) )
3、螺钉联接——适于被联接件之一较
l3l3 HH l1l1 l2l2
厚（上带螺纹孔），不需
经常装拆，一端有螺钉头，
dd
HH l2l2
不需螺母，适于受载较小
情况
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4、紧定螺钉联接——拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或 旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对 位置。可传递不大的轴向力或扭矩。

T=KFd(N.mm) K:拧紧力矩系数，根据表面的状态可以
大致选个参考值，对于一般加工表面，如 果是有润滑的K可以取0.13-0.15；如果没有 润滑的，可以取0.18~0.21； d:指的就是螺纹的公称直径
F：是预紧力，碳素钢螺栓取（0.6~0.7）
（二）螺栓的紧固
σA:其中σ是螺栓材料的屈服点； A=π/16(d2+d3)2，d2为螺纹中径，d3=d1-
（二）螺栓的紧固
1、以上是德国工业标准，表中扭矩值为螺栓 达到屈服极限的70%时所测定。
2、建议锁紧扭矩值为：表中数据×80%。 例如：M48，8.8级螺栓，则锁紧扭矩为：
400×80%＝320KGM 3、拆松扭矩值为锁紧扭矩值的1.5～2倍。
例如：上例锁紧扭矩320KGM，则其拆松扭 矩约为320×(1.5～2)=480～640KGM
提纲
（一）泄漏 （二）螺栓的紧固 （三）在用传统螺栓紧固方式的不足 （四）扭矩扳手特点 （五）两个管理办法宣贯
（一）泄漏
泄漏的机理 泄漏——即介质从有限空间内部流到外部，
或从外部进入有限空间内部的人们不希望 发生的现象。 介质流动通过内外空间的交界面即密封面发 生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接触 面上存在间隙，而接触面两侧的压力差、 浓度差则是泄漏的推动力。
（一）泄漏
一旦发生泄漏，轻者，跑冒滴漏，造成浪费、 影响环境。重者，着火、爆炸、中毒、烫 伤，影响生产、危及生命、污染环境。
Байду номын сангаас
（一）泄漏
纵观全球石油化工行业生产现状，生产事故 时有发生。世界权威安评机构已将其列入 极其高危行业之列。其中由于系统泄漏的 原因造成的生产事故又占有很高的比例。 石油化工行业生产装置系统复杂、静密封 点多达成千上万，数不胜数。发生泄漏的 几率很高，目前要想达到泄漏率为零还不 太现实。

胡可定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变(单位变形量) 之间成线性关系
弹性范围 屈服强度
塑性范围
螺栓失效
极限抗拉强度 破坏点
应变
-
应力
9
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二、螺栓连接原理
螺栓连接受力分析(一)
螺栓抗剪连接：主要靠螺栓杆与孔壁互相挤压传力
螺栓抗拉连接：主要靠螺栓紧固后的预紧力
当被连接构件的刚度较大且螺栓对称布置时，则每个螺栓将平均承担 作用在连接处的拉力；当被连接构件的刚度较小时，则连接处翼缘会 发生弯Fra bibliotek变形，产生杠杆力。
仅在螺柱/螺栓紧固部分的尾部润滑
-
13
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三、螺栓紧固方法
螺栓紧固顺序原则
按先中间、后两边、对角、顺时针方向依次、分阶段紧固 一般分两段紧固：第一步拧50%左右的力矩；第二步拧100%的力矩 螺栓末端应露出螺母外1~3个螺距
642 1 357
1
3
4
2
15
3
62
4
1 6
4
3 5
2
2
6
4
螺栓连接类型，根据螺杆与通孔的配合程度可分为：
普通螺栓连接：装配后孔与杆间有间隙，结构简单，装拆方便，可 多次装拆，应用较广
铰制孔螺栓连接：装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位 用
孔比螺杆大 0.5mm-1mm
-
孔比螺杆大 0.3mm-0.5mm
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二、螺栓连接原理
螺栓连接的工作原理
屈服点紧固法：理论目标是将螺栓拧紧到刚过屈服极限点
弹性范围 屈服强度
塑性范围
螺栓失效
极限抗拉强度 破坏点
应变
-