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螺栓原理及装配工艺(PPT38页)

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螺栓连接培训PPT课件

螺栓连接培训PPT课件

1. 利用附加摩擦力防松
设计：潘存云
弹簧垫圈
.
对顶螺母
设计：潘存云
尼龙圈锁紧螺母
30
2. 采用专门防松元件防松
开口销与六 角开槽螺母
止动垫圈
圆螺母用止动垫圈
串联钢丝
.
31
10.6 螺栓联接的强度计算
一 螺栓组联接的结构设计 1 联接接合面的设计
.
32
2 螺栓的数目及布置
1 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
3 3 3.5 .
16.376 18.376 20.376 22.052 25.052 27.727
注：括号内的公称直径为第二系列
小径 D2 d2 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
铰制孔螺栓
20
§10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
e
一、 螺纹联接的基本类型
基 螺栓联接
本
螺钉联接 结构简单，省了螺母，不宜经常 拆装，以免损坏螺孔而修复困难。
类
双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。
型
H2 l1 H1 H
设计：潘存云
a
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为：
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
.
11
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
.
12
二、螺纹的主要几何参数

螺栓螺母紧固原理讲解[优质ppt]

螺栓螺母紧固原理讲解[优质ppt]
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。

螺栓螺栓连接演示

螺栓螺栓连接演示
弹簧垫圈可防止螺母松动脱落。
螺栓
螺纹紧固件的标记
螺纹紧固件的标记有完整标记和简化标记两种。
螺纹紧固件标记示例
名称及 标准编号
图例
六角头螺栓
GB/T 5782 —2000
标记示例
螺纹规格d=M12、公称长 度 l=80 mm、性能等级为常用 的8.8级、表面氧化、产品等级为 A级的六角头螺栓：
完整标记：螺栓GB/T 5782 —2000-M12×80-8.8-A-O
=32 43;0.8d+0.3d
=62 mm+1.25d
=87 mm 查表得出与其相近的数值为：
l = 90 mm
双头螺柱的公称长度l
双头螺柱的公称长度l 是指双头螺柱上无螺纹部 分长度与螺柱紧固端长度 之和，而不是双头螺柱的 总长。
l ≈ δ + h + m + 0.3d
标准件:
结构形式、尺寸大小、表面质量、表示方法 均已标准化的零(部)件。例如，螺纹紧固件、键、 销、滚动轴承和弹簧等。标准件使用广泛，并有 专业厂生产。
常用件:
应用广泛， 结构定型，某些部分的结构形状 和尺寸已标准化，在制图中有规定画法的零件， 如齿轮、花键、焊接件等。
螺纹紧固件
螺纹紧固件的种类及用途 螺纹紧固件的标记 螺纹紧固件的画法 螺纹紧固件连接的画法
螺纹紧固件的种类及用途
常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈。
六角头螺栓
双头螺柱
开槽沉头螺钉
开槽圆柱头螺钉
内六角圆柱头螺钉
紧定螺钉
六角螺母
六角开槽螺母
圆螺母
平垫圈
弹簧垫圈
圆螺母用止动垫圈
螺栓 、螺柱和螺钉都是在圆柱表面上制出螺纹，

螺栓原理及装配工艺(PPT38页)

螺栓原理及装配工艺(PPT38页)

• 振动 • 温度的循环作用 • 侧向应力(风力, 流量, 压力等等) • 负载的改变
例如: 当一驾吊车在起吊重物时, 在物体刚离地 和在半空中承受的负载时不一样的
因此螺栓必须被正确的紧固到正确扭矩以承受会使 连接件分离的附加的作用力
振动
压力
+/- oC
压力
侧向应力
螺栓和螺母的作用
定义: 螺栓和螺母的主要作用在于将两件构件用准确的作用力连接
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：
• 螺栓应力必须足够大以抵抗部件在使用过程中各种使部件分离的应力，但同时 应力也不能太大而造成连接件的损坏
• 压力容器或管道通常需要垫片来防止泄露
扭矩紧固
扭矩紧固
• 什么是扭矩? 作用力使物体绕着支点转动的趋向
旋转
力
扭矩紧固
• 什么是扭矩紧固? 通过旋转紧固件的螺母部分来对紧固件施加预紧力的应用
6
轻型润滑油
5
mu = 0.15
4
3
2
干燥，无润滑
1
mu = 0.2
0
20
40
60
80
100 120
扭矩 - Lb Ft
(施加的力)
扭矩紧固 – 润滑
举例:

螺栓螺母紧固原理讲解课件

螺栓螺母紧固原理讲解课件
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。

钢结构螺栓连接PPT课件

钢结构螺栓连接PPT课件
未来发展方向
基于当前的技术现状和市场趋势，提出了钢结构螺栓连接未来可能的 发展方向和挑战。
展望
新材料与新工艺的应用
探讨了新型材料如高强度轻质 材料、耐腐蚀材料在螺栓连接 中的潜在应用，以及激光焊接 、摩擦焊接等新工艺与螺栓连 接的结合使用。
智能化与自动化技术的应 用
分析了人工智能、机器学习等 技术在螺栓连接质量检测、施 工监控等方面的应用前景，以 及自动化设备在提高螺栓连接 效率和质量方面的作用。
钢结构螺栓连接ppt课件
• 引言 • 钢结构螺栓连接的基本知识 • 钢结构螺栓连接的设计与计算 • 钢结构螺栓连接的施工工艺 • 钢结构螺栓连接的实例分析 • 总结与展望
01
引言
主题简介
钢结构螺栓连接
01
介绍钢结构螺栓连接的基本概念、应用场景和重要性。
螺栓连接分类
02
根据不同的分类标准，如连接方式、材料等，对螺栓连接进行
分类。
螺栓连接与焊接、铆接的比较
03
比较钢结构螺栓连接、焊接和铆接的优缺点，说明螺栓连接在
钢结构中的适用性。
目的和意义
提高钢结构可靠性
通过螺栓连接，可以提高钢结构的可 靠性和稳定性，减少因焊接、铆接等 连接方式带来的潜在问题。
降低维护成本
促进钢结构行业的发展
随着钢结构在建筑、桥梁、船舶等领 域的应用越来越广泛，提高螺栓连接 的技术水平，有利于推动钢结构行业 的发展。
螺栓连接的强度计算应根据受力分析结果和螺栓材料的 机械性能进行。
强度计算应考虑各种可能的载荷和应力组合，以及各种 可能的工况和环境条件。
强度计算应采用合适的计算公式和方法，如安全系数法 和极限状态法等。
强度计算应考虑螺栓连接的疲劳性能和耐久性要求，以 确保螺栓连接在使用寿命内的安全性。

钢结构螺栓连接知识讲解PPT

钢结构螺栓连接知识讲解PPT
一、普通螺栓
1、普通螺栓按照形式可分为：六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等
六角头螺栓
双头螺栓
沉头螺栓
2、普通螺栓按照制作精度可分为：A、B、C级三个等级 A、B级为精制螺栓；C级为粗制螺栓。
钢结构用连接螺栓，除特殊说明外，一般即为普通粗制C级螺栓。
2.1、粗制螺栓（A、B） 粗制螺栓还普遍用于厂房钢结构的预拼装、
施工步骤和方法
施工：
使用时，须先用冲击电钻（锤）在固定 体上钻出相应尺寸的孔，再把螺栓、胀管装 入孔中，旋紧螺母即可使螺栓、胀管、安装 件与固定体之间胀紧成为一体。 拧紧以后会膨胀的，螺栓尾部有一个大头， 螺栓外面套一个比螺栓直径稍大的圆管子， 尾部那部分有几道开口，当螺栓拧紧以后， 大头的尾部就被带到开口的管子里面，把管 子冲大，达到膨胀的目的，进而把螺栓固定 在地面或墙壁上，达到生根的目的。
钢框固定地脚锚栓组
钢结构柱脚调节螺母 二次灌浆前钢结构柱脚
四、化学锚栓
化学锚栓是一种新型的紧固材料，由化学药剂与金属杆体组成的。
不同类型的地脚锚栓 化学锚栓是继膨胀锚栓之后出
现的一种新型锚栓，是通过特制的 化学粘接剂，将螺杆胶结固定于砼 基材钻孔中，以实现对固定件锚固 的复合件。
化学锚栓的施工步骤如下：
铆接构件铆接前的预紧固以及高强度螺栓连接前
的组装和安装节点焊接前的临时紧固等。粗制螺
栓作为永久固定螺栓使用时，需在找正后将其拧
紧并采取防松措施。
柱脚螺栓的双螺母防松措施
2.2、精制螺栓（C）
连接时，其孔径应与螺杆直径相同，螺栓穿入螺孔时应用锤击打入，制孔
质量和螺杆的加工精度要有严格要求。精制螺栓连接用于一些经常拆装和无法
扭剪型电动扳手
扭剪型高强螺栓安装原理

《钢结构设计原理-2 钢结构的连接-螺栓连接38页PPT

《钢结构设计原理-2 钢结构的连接-螺栓连接38页PPT
侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
《钢结构设计原理-2 钢结构的连接-螺栓 连接
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
谢谢！

螺栓原理及装配工艺

螺栓原理及装配工艺
详细描述
随着工业自动化技术的发展，自动化装配工艺在螺栓制造中得到了广泛应用。自动化装配线能够实现螺栓的自动 抓取、定位和拧紧，提高装配效率和精度，减少人为操作错误和劳动力成本。同时，自动化装配工艺还能够实现 生产过程的可追溯性和质量控制，提高产品的可靠性和一致性。
VS
详细描述
碳纤维和钛合金等新型材料具有高强度、 轻量化和耐腐蚀等优点，在螺栓制造中逐 渐得到应用。这些新型材料的螺栓能够减 轻结构重量，提高机械性能和耐久性，尤 其在航空、汽车和海洋工程等领域具有广 泛的应用前景。
自动化装配工艺
总结词
自动化装配工艺能够提高螺栓装配的效率和精度，减少人为错误和劳动力成本。
详细描述
螺栓装配不当的原因可能是操作不规范、工具不正确、 技术水平不足等。为避免螺栓装配不当，需要加强操作 人员的培训和技术指导，确保使用正确的工具和方法进 行装配。同时，加强质量检测和监督，确保每个螺栓的 装配都符合要求。
05 新技术与未来发展
智能螺栓
总结词
智能螺栓是一种集成了传感器和执行器的螺栓，能够 实时监测螺栓的工作状态并进行调整。
航空航天
总结词
高强度，高可靠性
详细描述
在航空航天领域，螺栓被用于各种关键部位的连接，如飞机机身的组装、发动机的固定等。由于航空 航天领域的特殊性质，对螺栓的强度和可靠性要求极高，以确保飞行的安全。
建筑行业
总结词
大规格，高耐久性
详细描述
在建筑行业中，螺栓被用于各种结构的连接 和固定，如钢筋混凝土的固定、钢结构连接 等。由于建筑物的使用寿命较长，对螺栓的 耐久性和稳定性要求较高。
机械设备
总结词
多样化，定制化
详细描述
在机械设备制造中，螺栓被广泛应用于各种设备的组装和维修，如机械装置的固定、零 部件的连接等。由于机械设备种类繁多，螺栓需要根据不同设备的需要进行定制和优化

螺栓连接紧固原理介绍PPT课件

螺栓连接紧固原理介绍PPT课件
螺栓连接紧固原理介绍
王* ********* 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
2 2/22
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
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
仅在螺柱/螺栓紧固部分的尾部润滑
通常情况 栓头加润滑 螺纹加润滑 螺纹有缺陷
栓头摩擦 50% 45% 50% 50%
螺纹摩擦 40% 40% 30% 45%
预紧力 10% 15% 20% 514%
14/22
三、螺栓紧固方法
螺栓紧固顺序原则
没有压紧力
振动
压力
+/- oC
压力
侧向应力 11 11/22
三、螺栓紧固方法
螺栓紧固方法有三种：
扭矩紧固法：其原理是扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系。 该紧固方式操作简单、直观，目前被广泛采用
转角紧固法：旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致 成比例关系，因而可采取按规定旋转角度来达到预定拧紧力的方法
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
8 8/22
二、螺栓连接原理

螺栓连接紧固原理介绍精品PPT课件

螺栓连接紧固原理介绍精品PPT课件
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
2/22
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
12/22
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
7/22
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。

钢结构的连接(螺栓)PPT

钢结构的连接(螺栓)PPT

02
焊接过程中易产生热变 形，需进行焊后处理。
03
焊接过程中易产生焊接 缺陷，如气孔、夹渣、 未熔合等。
04
焊接过程中需要消耗大 量能源，且焊接设备成 本较高。
螺栓连接
01
02
03
04
通过螺栓和螺母将两个或多个 钢材连接在一起，操作简单，
安装方便。
螺栓连接可以拆卸，便于维修 和更换。
螺栓连接适用于承受静载和动 载的结构，承载能力较高。
优点
01
02
03
04
高强度
螺栓连接具有较高的承载能力 ，能够承受较大的拉力和压力
。
灵活性
螺栓连接适用于各种形状和尺 寸的钢结构，可以方便地连接
不同材料和厚度的构件。
易于安装
螺栓连接的安装过程相对简单 ，不需要焊接等复杂工艺，可
以快速装配和拆卸。
耐腐蚀
钢结构连接处使用螺栓连接可 以有效避免焊接区域的腐蚀问
06
螺栓连接的未来发展
新材料的应用
01
02
03
高强度钢材
随着材料科学的进步，高 强度钢材的研发和应用将 进一步提高螺栓连接的强 度和稳定性。
轻质材料
轻质材料的出现将降低结 构重量，提高螺栓连接的 效率，尤其在航空和汽车 领域具有广泛应用前景。
耐腐蚀材料
针对不同环境条件，研发 具有良好耐腐蚀性能的螺 栓材料，以提高结构的使 用寿命和安全性。
智能化连接技术
自动化装配
利用机器人和自动化设备 实现螺栓连接的快速、准 确装配，提高生产效率。
智能监测
通过传感器和智能化技术 对螺栓连接进行实时监测， 及时发现潜在问题，确保 结构安全。
预紧力控制

螺栓基本知识PPT课件

螺栓基本知识PPT课件
第1页/共68页
目录
一、常见螺纹联接 二、螺纹联接技术及紧固理论介绍 三、装配工艺开发及过程控制 四、拧紧力矩的管理基础 五、螺纹联接的常见失效形式与预防 六、螺纹孔深度加工及攻丝注意事项
第2页/共68页
第一部分 常见螺纹联接
✓ 常用螺纹紧固件 ✓ 螺纹性能等级 ✓ 螺纹标记的含义 ✓ 等级性能标准对照
第17页/共68页
2.8、螺栓连接件的特性
抗
拉
强
极限抗拉强度
度
屈服强度
60% 50%
力矩取 值？
弹性区
屈服点 塑性区
失效 应变
第18页/共68页
第三部分 螺纹联接装配工艺及过程控制
✓ 螺纹联接拧紧的几个阶段 ✓ 螺纹联接装配工艺方法
第19页/共68页
3.1、螺纹联接拧紧的几个阶段
Fb Fy Fp
扭矩系数 K
有润滑
无润滑
0．18
0．26
0．23
0．31
第44页/共68页
4.5.3 零部件质量的影响
零部件的质量对拧紧力矩的也有一定的影 响，如螺纹烂牙、定位尺寸误差、支撑面变形 等。
例：轮胎螺栓与钢圈的定位误差，易造成 “假扭矩”，即力矩达到要求，在地面滚动后， 力矩急剧下降。
连接件表面存在有杂质、磕碰、毛刺、定位误 差、支撑面变形等，使结合面产生非正常连接，螺 纹结合面将产生咬合现象。使得相同的装配扭矩所 产生的轴向预紧力降低、甚至为零。
第48页/共68页
案例二、 在转角法中，转角未达到设定值，而最终力矩值超大出了 监控范围（70-110 N·m）机器报警 ？？？
第49页/共68页
案例三 在转角法中，转角已达到设定值，而最终力矩值超小

螺栓组联接ppt课件

螺栓组联接ppt课件

例：如图所示的支架受 F 力
将 F 力分解并向螺栓组形 心及结合面平移，得：
轴向载荷 横向载荷 翻转力矩
设计中，需要防止如下四种可能的失效形式： 支架下滑： 需要足够大的 。 螺栓拉断： 求出受力最大的螺栓拉力
上沿开缝： 下沿压溃：
基本理论 螺栓组连接的设计
按单个螺栓连接的强度计算
螺栓组的受力分析 螺栓组的结构设计
横向力
受拉
受剪
旋转力矩
受拉
翻转力矩
受剪
单个螺栓 强度计算
受剪螺栓： 松联接：
受拉螺栓
仅受F’： 紧联接
受F’和F
受静载：
受变载：
F0=F+F” σa影响疲劳强度
F
FL 2a
F 3
F 3
F 3
FL 2a
Fmax=F3= +
F 3
FL 2a
F
FL 2a
3 F
3
Fmax=F1=F3 =
FL
F
3a
FL 3
3a
F
F
3
3
Fl
3a
因螺栓2所受的两力的夹角最小，故螺栓2所受横向载荷最大，即
Fmax=F2=
比较：
方案一： Fmax= + 方案二： Fmax= 方案三： Fmax=
载荷。
因此本结构螺栓只承受转距T产生
的横向力，而不承受载荷Fw 产生 的横向力，故其 工作载荷为：
F = FT = 400N
其所受预紧力为 ：
*
小结：
通过上面三种情况的分析和计算，我们可以看出，虽然受 到的外载荷相同，但是由于螺栓联接的类型不同，被联接 件的结构不同，每个螺栓的受力情况会有很大差异，单个 螺栓受力的大小可能相差很大。因此在机械设计中，结构 设计的优劣必须给以足够重视。

螺栓连接紧固原理介绍PPT课件

螺栓连接紧固原理介绍PPT课件
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
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3
4
2
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3
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4
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3 5
2
2
6
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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
-
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• 有许多材料可以适合制造紧固件，对材料的选择基本是根据许多不同因素， 例如： ▪ 应用的场合 ▪ 对负载的要求 (材料强度) ▪ 安装的方法
螺母和螺栓的标识
• 六角螺母和螺栓的标识
螺母材料等级 螺栓材料等级
螺栓直径
螺母下表面 平整的接触面
螺母 AF 尺寸 (对边尺寸)
螺栓上表面 刻有型号等标示
螺母和螺栓的标识
螺栓原理及装配工艺
螺栓原理
• 介绍 • 第一次就正确紧固 • 什么是螺栓连接 • 螺栓和螺母的功能和工作原理 • 有垫片的螺栓连接 • 小结
连接完整性 – 目标
受控紧固
‘第一次就正确紧固’
安全性
重做的成本 潜在的事故隐患
过度紧固 没有紧固
灾难
可靠性 排放 / 污染
概述
• 什么是螺栓连接？
我们通常会想到石油石化管道和法兰，但是…
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)
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使用钼润滑脂
10
mu = 0.1
9
8
7
• 紧固件表面涂层的种类有很多，如何选择涂层的材料需 要考虑很多因素，其中包括：
▪ 部件的使用工况 ▪ 对防腐蚀的要求 ▪ 阴极保护 ▪ 装饰作用 ▪ 适合安装的方法
含有垫片的连接
垫片压紧
包含有垫片的部件安装
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
垫片种类
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。
紧固件的拉伸 (预紧力)
扭矩紧固
我们测量施加的扭矩
我们想要测得的是夹紧力
扭矩紧固
施加的扭矩
减去
摩擦损失 等于
螺栓残余应力 *
• 螺栓残余应力 = 预紧力 螺栓在紧固后剩余的应力
扭矩紧固
• 用扭力扳手施加的力矩会转化成三种力：
1. 拉伸螺栓的作用力 +
2. 克服螺栓螺纹摩擦的作用力 +
3. 螺母和连接部件表面摩擦的作用力
螺母和螺栓的标识
螺栓和螺母的标识
两种常见的螺纹形式:
英制尺寸：3/4-8*3”
米制尺寸: M20-3.5*150
8 TPI
mm (e.g. 3.5)
标准直径 (英寸)
标准直径 (mm)
• 螺母的对边尺寸可由下面的公式计算为: (螺栓直径x 1.5) +0.125 例如： 1 1/4” 8UN Bolt (1.25 x 1.5) + 0.125 = 2” A/F
• 螺栓应力必须足够大以抵抗部件在使用过程中各种使部件分离的应力，但同时 应力也不能太大而造成连接件的损坏
• 压力容器或管道通常需要垫片来防止泄露
扭矩紧固
扭矩紧固
• 什么是扭矩? 作用力使物体绕着支点转动的趋向
旋转
力
扭矩紧固
• 什么是扭矩紧固? 通过旋转紧固件的螺母部分来对紧固件施加预紧力的应用
生产商
第一个数 =1/100 螺栓材质公称 抗拉强度 100×8 = 800 N/mm2
第二个数 =螺栓材质的屈强比值 0.8
公制螺纹
两数相乘得出屈服应力 800*0.8 = 640 N/mm2
螺栓能承载的拉力载荷速算*：面积** X 屈服应力
*准确的数值还需要考虑润滑等其他因素 **面积应为应力截面积， 速算用直径可参考0.85-0.92螺栓标准直径
如果工作载荷超过了此数值会导致螺栓失效并造成部件分 离
螺栓和螺母的工作原理
• 螺栓作用类似弹簧
由螺栓连接的部件也类似弹簧
螺栓和螺母的工作原理
• 胡克定律
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 极限抗
螺栓材料
• 在对紧固件进行拧紧时，了解紧固件材料的强度标准是非常必要的
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：
A/F = 对边尺寸
对于 M33 到 M85 的米制尺寸螺栓
螺母的A/F 尺寸 每次增加 5mm :
▪ M33 x 3.5
50mm A/F
▪ M36 x 4
55mm A/F
▪ M39 x 4
60mm A/F
小于M33 的螺栓 A/F 尺寸大约可计算为： 1.5 x 螺栓直径
螺栓的涂层
• 在对紧固件进行拧紧时，需知道紧固件的表面涂层
6
轻型润滑油
5
mu = 0.15
4
3
2
干燥，无润滑
• 振动 • 温度的循环作用 • 侧向应力(风力, 流量, 压力等等) • 负载的改变
例如: 当一驾吊车在起吊重物时, 在物体刚离地 和在半空中承受的负载时不一样的
因此螺栓必须被正确的紧固到正确扭矩以承受会使 连接件分离的附加的作用力
振动
压力
+/- oC
压力
侧向应力
螺栓和螺母的作用
定义: 螺栓和螺母的主要作用在于将两件构件用准确的作用力连接
在一起，以防止在设备运行的过程中出现松动的现象。
紧固不足
螺栓由于振动 或循环载荷而松脱
垫片接触面损坏
没有压紧力
紧固过度
裂纹
法兰转动 颈缩 垫片过度压紧
螺栓和螺母的作用
在螺栓已经紧固的情况下，部件所承受的工作载荷会降低 部件之间的压紧力
螺栓必须预紧到一个额定的数值以抗衡在部件工作中所承 受的所有载荷