紧固件及连接件
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紧固件与连接件设计手册紧固件与连接件设计手册一、概述紧固件和连接件是机械设计中不可缺少的部分,它们的作用是将两个或多个部件连接在一起,使整个机器能够正常运行。
本手册旨在介绍紧固件和连接件的种类、选型、安装和维护等方面的知识,帮助读者更好地理解和应用这些零部件。
二、紧固件1. 紧固件的种类常见的紧固件有螺栓、螺母、垫圈、销钉等。
其中,螺栓是最常用的紧固件之一,它通常由头部、螺纹杆和螺纹尾组成。
螺母则是与螺栓配合使用的零部件,它通常由六角形或圆形头部和内侧有螺纹孔的柱体组成。
垫圈则是为了增加接触面积而加入到紧固过程中的零部件。
销钉则通常用于轴承或其他需要定位功能的场合。
2. 紧固件的选型在选择紧固件时,需要考虑以下因素:(1) 承载能力:即紧固件能承受的最大载荷,这取决于材料、直径、螺距等因素。
(2) 螺纹类型:常见的螺纹类型有UNC、UNF、Metric等,需要根据实际情况进行选择。
(3) 紧固件长度:需要根据连接部件的厚度和紧固件的承载能力来确定。
(4) 紧固件材料:常见的材料有碳钢、不锈钢、黄铜等,需要根据使用环境和承载能力来选择。
3. 紧固件的安装在安装紧固件时,需要注意以下事项:(1) 保持清洁:在安装前应将连接面清洁干净,以确保紧固件与部件之间没有杂物。
(2) 使用适当的工具:使用正确的扳手或扭力扳手可以确保紧固力达到要求,并避免过度或不足的拧紧。
(3) 交替拧紧:对于多个螺栓或螺母连接的部位,应交替拧紧以确保各个连接点均匀受力。
三、连接件1. 连接件的种类常见的连接件有销轴、轴套、联轴器、弹性联轴器等。
其中,销轴和轴套通常用于连接两个轴,联轴器和弹性联轴器则用于连接两个不同的机械部件。
2. 连接件的选型在选择连接件时,需要考虑以下因素:(1) 承载能力:即连接件能承受的最大载荷,这取决于材料、直径、长度等因素。
(2) 连接方式:常见的连接方式有键槽连接、锥形套口连接、螺纹连接等,需要根据实际情况进行选择。
普通紧固件连接施工工艺标准1. 总则1..1 使用范围本施工工艺标准适用于钢结构制作和安装中作为永久性连接的普通螺栓、自攻钉、拉铆钉、射钉等的连接施工。
1..2 编制参考标准及规范《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—20011.2 术语、符号1.2.1 术语(1)普通紧固件:本标准中是指结构连接施工中所用的普通螺栓、自攻钉、拉铆钉、射钉等的总称。
(2)普通螺栓连接:将普通螺栓、螺母、垫圈和连接件连接在一起,形成的一种连接形式。
(3)预拼装:为检验构件是否满足安装质量要求而进行的拼装。
1.3 施工准备1.3.1 技术准备(1)熟悉图纸,掌握设计对普通螺栓、自攻钉、拉铆钉、射钉等普通紧固件的技术要求。
(2)分规格统计所需的普通紧固件数量。
1.3.2 材料要求(1)普通螺栓1)螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 等十一个等级,其中8.8 级以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理,通称为高强螺栓,8.8 级以下(不含8.8 级)通称为普通螺栓。
2)普通螺栓按产品质量和制作公差的不同,分有A 级和B 级(精制螺栓)、C 级(粗制螺栓)。
钢结构用连接螺栓,除特殊注明外,一般即为普通粗制C 级螺栓。
常用螺栓技术规格有:六角头螺栓-C 级(GB5780)和六角头螺栓-全螺纹-C 级(GB5781)。
3)普通螺栓作为永久性连接螺栓,当设计有要求或对其质量有疑义时,应进行螺栓实物最小拉力荷载实验,试验方法见GB50205—2001 附录B。
检查数量为每一规格螺栓随机抽查8 个,其质量应符合现行国家标准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098 的规定。
4)A 级、B 级精制螺栓连接是一种紧配合连接,目前基本上已被高强度螺栓连接所替代。
(2)自攻钉、拉铆钉、射钉连接薄钢板采用的自攻钉、拉铆钉、射钉等其规格尺寸应与被连接钢板相匹配。
1.3.3 主要机具(1)普通螺栓主要施工机具为普通扳手。
五金辅料是指在五金制品制造和安装过程中所需的各种辅助材料,包括各种紧固件、连接件、轴承、密封件、涂层等。
五金辅料的分类可以根据其用途、材质、形状等方面进行。
以下是常见的五金辅料分类:
1.紧固件:紧固件是指用于连接或紧固两个或多个物体的零
件,包括螺丝、螺母、螺栓、铆钉等。
根据用途,紧固件可
以分为建筑紧固件、机械紧固件、汽车紧固件、电子紧固件
等。
2.连接件:连接件是指用于连接两个或多个物体的零件,包括
铆接件、焊接件、卡箍、穿销等。
根据用途,连接件可以分
为建筑连接件、机械连接件、汽车连接件等。
3.轴承:轴承是指用于支撑旋转轴或其他旋转体的零件,包括
滚动轴承、滑动轴承等。
根据用途,轴承可以分为机械轴承、汽车轴承、电子轴承等。
4.密封件:密封件是指用于密封各种缝隙或空间的零件,包括
密封圈、密封条、密封垫等。
根据用途,密封件可以分为机
械密封件、汽车密封件、电子密封件等。
5.涂层:涂层是指在金属或非金属表面上形成的一层保护层,
包括防腐涂层、防水涂层、绝缘涂层等。
根据用途,涂层可
以分为机械涂层、汽车涂层、电子涂层等。
总之,五金辅料的分类可以根据其用途、材质、形状等方面进行。
了解五金辅料的分类可以帮助五金制品制造商和安装商更好地选择和使用各种辅助材料,从而提高产品的质量和性能。
技术交底单(6)安装和质量检查的钢尺,均应具有相同的精度,并应定期送计量部门检定。
(7)连接高强度螺栓、精制螺栓等和涂料均应有质量证明书,并符合设计要求和国家标准的规定。
同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈配套装箱待用。
(8)摩擦面处理。
摩擦面采用喷砂(丸)、砂轮打磨、酸洗等方法进行处理,使摩擦系数符合设计 要求(一般要求达到 0.45 以上)。
摩擦面不允许有残留氧化铁皮,并要待生成赤锈面后安装螺栓, (一般处理后,露天存 10d 左右的状态用)喷砂(丸)处理的摩擦面不必生锈即可安装螺栓。
采用 砂轮打磨摩擦面,打磨范围不小于螺栓直径的 4 倍,打磨方向与受力方向垂直,打磨后的摩擦面应 无明显不平。
摩擦面防止被油污,油漆等污染,如污染应彻底清洗干净。
(9)检查螺栓孔的孔径尺寸,孔边毛刺必须彻底去掉。
(10)高强度螺栓连接副的质量,必须达到技术条件的要求,不符合技术条件的产品,不得使用。
因此,每一制造批必须由制造厂出具质量保证书。
(11)高强度螺栓连接副运输到工地后必须进行有关的机械性能检验,合格后方准使用。
○1 运到工地的大六角头高强度螺栓连接副应及时检验其螺栓负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、 连接副的扭矩系数和变异系数。
检验结果应符合钢结构用高强钢大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈 与技术条件(GB/T1228~1231)的规定,合格后方准使用。
(12)大六角头高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数、每批复验 5 套, 5 套扭矩系数的平均值应为 0.11~0.15 范围内,其标准偏差不应大于 0.010。
三、普通紧固件连接施工工艺。
1、铆钉连接(1)发现铆钉松动、铆头开裂、铆钉剪断、漏铆等应及时更换、补铆,或用高强螺栓更换(应计算 作等强代换),不得采用焊补、加热再铆方法处理有缺陷的铆钉。
更换铆钉时,应首先更换损坏严重 的铆钉,为避免丰产的振动削弱临近的铆钉连接,局部更换时宜用气割割除铆钉头,但施工时,应 注意不能烧伤主体金属,也可锯除或钻去有缺陷的铆钉。
实现两个零件的可靠连接是制造业中至关重要的一环。
在汽车制造、航空航天和机械制造等行业中,零件的连接质量直接影响到整体产品的质量和稳定性。
研究和应用可靠的连接方式对于保障产品的安全和性能至关重要。
一、焊接焊接是将两个零件通过熔化或软化接头材料,并在冷却后形成永久性连接的方法。
常见的焊接方式包括气焊、电弧焊、激光焊等。
焊接的优点在于连接牢固,焊缝紧密,结构简单,但在一些特定的材料连接中,易受到环境影响,比如气焊时需要保持环境通风,电弧焊需要使用保护气体等。
焊接还存在着对材料本身热影响较大,容易导致变形、裂纹等缺陷的问题。
二、螺栓连接螺栓连接是利用螺栓和螺母将两个零件紧密固定在一起的方式。
螺栓连接适用于需要拆卸、更换零件的场合,具有安装方便、灵活性强的特点。
但是在使用过程中,螺栓易受外力和振动影响,需要配合使用弹性垫圈、锁紧螺母等附件来增加连接的可靠性,否则容易出现松动、开裂等问题。
三、机械连接机械连接是利用零件的形状和尺寸进行连接,包括榫卯连接、销轴连接等。
机械连接简单可靠,适用于对连接精度要求较高的场合,但在承载能力和抗振能力上一般低于焊接和螺栓连接。
四、粘接粘接是利用粘结剂将两个零件黏合在一起的连接方式。
粘接适用于要求连接件表面平整、不允许有瘦肉现象的场合,具有连接均匀、密封性好的特点。
但在高温、潮湿等恶劣条件下,粘接容易发生脱落、断裂等问题。
五、紧固件连接紧固件连接是利用螺纹连接件或花键连接件实现的连接方式。
它适用于连接轴系、连接薄板、连接精度要求不高的零部件。
与焊接和粘接相比,紧固件连接具有易于拆卸、维修方便的优点,但在受到振动和冲击时不如焊接和粘接连接可靠。
六、插接连接插接连接是通过往接合面上施加插接力使接合固定的连接方式。
插接连接适用于要求精度高、接合表面平整的场合。
但插接连接对材料的要求较高,同时容易受到外部力矩和载荷的影响,需要设计合理的结构来增加连接的可靠性。
在实际生产中,要根据零件的特点和要求选择合适的连接方式,以确保连接的牢固性和可靠性。
德国标准1993年8月4 表面表3: 平均螺纹深度Rz/最大螺纹深度Rmax/.剖面深度Pt(单位:微米)5. 尺寸公差这里列举的螺丝、螺母、拉伸构件只是例子。
对于其余型号的螺丝、螺母以及拉伸构件的公差,可以依次类推。
表4:1) L、K、KU以及ZU的形式请参见DIN 2510第3部分(后续)表4 (后续)图5图6图7表4(封闭状态下)6. 形状与长度的公差形状与长度的公差与生产工艺、测量技术或者测试流程都无关系。
如果螺纹的外部直径d(螺纹的理论直径)作为相关元素(参考元素),那么就应该从螺纹面内部开始测量。
图5形状与长度的公差表5(后续)表5 锁紧状态2021引用标准DIN13第14部分米制ISO螺纹;直径在1mm以上螺纹的公差体系之基础DIN13第19部分米制ISO螺纹;生产轮廓以及基础轮廓。
DIN267 第13部分机械连接元件;交货技术条件;带有特殊力学特性的紧固件(适用温度为零吓200至零上700摄氏度。
DIN 2510第2部分带拉伸杆的螺旋连接件;大缝隙米制螺纹;;理论尺寸以及极限尺寸。
DIN 2510第3部分带拉伸杆的螺旋连接件;螺栓DIN 4768:如何利用电子描刻器计算粗糙度的标记系数Rl、Rd、Rmax; 相关概念以及测量前提。
DIN4771 纵切面深度(自表面算起)的测量。
DIN ISO 2768第1部分普遍公差值;长度和角度的公差(不作单独的公差登记)。
此处标准与ISO2768-1 (1989年版本)一致。
DIN ISO 2768第2部分普遍公差值;形状和长度的公差(不作单独的公差登记)。
此处标准与ISO2768-2 (1989年版本)一致。
DIN ISO 4759第1部分机械连接元件;螺丝和螺母(螺纹直径在1.6至150mm之间)的公差;产品等级为A、B、CDIN EN 24014 六角带杆螺栓;产品等级为A和B(十度4014;1988年版本);德语注释EN 24 014;(1991年版本)DIN EN 24032 型号为1的六角螺母;产品等级为A和B(ISO 4032:1986年版本);德语注释EN 24 032(1991年版本)旧的版本DIN 267第13部分:1968年7月;1980年3月版本修改说明在DIN 267第13部分(1980年3月版本)的基础上,作了如下修改:a)相关标准同时在DIN 267第13和第29部分予以说明;b)使用范围有所改变;c)对于普遍公差,DIN ISO 2768的第1与第2部分同时有效;d)不带拉伸杆的六角螺栓以及无中心物或无盘碟的螺母,其特殊的尺寸公差在新标准中已经被取消。
紧固件指能够起紧固作用的零件;螺纹紧固件是指带有螺纹的紧固件,是根据一定的尺寸制造的,它通过外螺纹和内螺纹的相互配合来发挥其基本功能,我们正是利用螺纹紧固件具备的这种功能,使螺纹紧固件在物体与物体的连接和紧固上,以及物体的移动等方面起到很大作用;紧固件不仅包括螺纹紧固件,还有垫圈、铆钉、销等;1、螺纹的分类根据用途可把螺纹分成四类①紧固螺纹,包括普通螺纹;过渡配合螺纹;过盈配合螺纹;小螺纹;MJ螺纹②传动螺纹,包括梯形螺纹;锯齿形螺纹;方形螺纹;③管螺纹,55°牙型角的管螺纹;60°牙型角的管螺纹;米制锥螺纹;干密封管螺纹;④专用螺纹,包括光学仪器用螺纹;锻钢阀门用短牙梯形螺纹;机床梯形螺纹丝杠;石油螺纹;气瓶螺纹等等;2、螺纹的加工方法:滚压、磨削、切削三种方式;3、螺纹的标注方法:例如:M 10×1 LH –7H-LM表示普通螺纹特征代号;10×1表示公称直径×螺距,粗牙不注螺距;LH表示左旋螺纹代号,右旋螺纹不注出旋向代号;7H表示公差带代号;L表示旋合长度组别代号;中等长度不注出组别代号,特殊需要时注出具体长度值;一、紧固件的种类紧固件一般包括:螺钉、螺栓、螺母等螺纹紧固件垫圈、铆钉、销等非螺纹紧固件1、编号规则标准件的编号应依照标准CACBW-7,主要有以下7个部分组成;1汽车标准件的代号 2类别代号、组别代号3尺寸规格代号 4材料、机械性能等级和热处理代号5覆盖层代号 6全螺纹代号7涂胶代号具体内容如下:1、汽车标准件的代号;标准件特征代号有Q或CQ、T三种形式2、类别代号、组别代号;第一位数字: 1—螺栓类 2—螺钉类 3—螺母类 4—垫圈、挡圈、铆钉5—开口销、销、键 6—螺塞、管接件、环箍夹片7—润滑件、密封件、连接件 8—空号 9—其他;第二位数字为标准件的组别代号;第三位数字为标准件的分组号,对于螺纹件其偶数表示粗牙,奇数表示细牙;管螺纹例外;3、尺寸规格代号;螺栓、螺钉、铆钉、销及销钉等以“螺纹直径”或“杆径”和“长度”表示;直径为一位时,应在左边加“0”定位,长度是几位就写几位;螺母以螺纹直径表示,并以两位数定位,若螺纹直径为一位数字时,应在左边加“0”定位;垫圈、挡圈等均以相应联接的螺纹或轴孔直径表示,当直径为一位数字时在左边加“0”定位;两位以上照实书写;管接件,以所联接管子的外径基本尺寸表示,由两位数字定位,若外径为一位数字时,在左边加“0”定位;螺塞,对米制螺纹的螺塞,其尺寸规格代号的表示法与螺母相同;对于以英寸为单位的锥螺纹的螺塞,其尺寸规格代号以两位表示,十位以整英寸数表示,个位表示1/8的倍数;例如螺纹尺寸为NPT1/4的螺塞,其尺寸规格代号为“02”4、材料、机械性能等级和热处理代号;在各标准中已明确规定的材料、机械性能等级和热处理要求,均不再标出代号,若采用该标准规定以外的材料,机械性能等级和热处理要求时均应标出代号,其代号按下表规定5、覆盖层代号;凡在各标准中已明确规定的覆盖层,均不再标出覆盖层代号,若采用该标准规定以外的覆盖层种类,均应标出覆盖层代号;其代号用汉语拼音的第一个字母“F”及阿拉伯数字表示,其代号按下表规定6、全螺纹代号; 允许制成全螺纹的品种,则在代号最后加注全螺纹代号“Q”7、预涂胶代号; 预涂胶代号:预涂锁固胶代号为“S”,预涂密封胶代号为“M”标准紧固件的应用1、螺栓;六角头螺栓是螺栓的最常用基本品种六角头凸缘螺栓,除具有“六角螺栓+平垫圈”的二合一功能外,其支承面支撑能力则要强得多,由此可获得更充分的紧固,因而具有更好的防松弛能力,而不再附加其它防松措施;可省掉平垫圈,在高轴向力下使用时与普通六角头螺栓相比,能减轻支承面应力对防止螺栓松动有效;2、螺柱企标中CQ129适用于汽车上需要过渡配合旋入铝体的螺纹连接,悬入端长度bm=2d;Q124/Q125采用普通螺纹且悬入端长度较短,bm=1.25d ;3、螺钉①普通螺钉;适用于具有相应螺孔的螺母或机体相配,有多种头部形式,以适应不同部位及审美角度的需要;②自攻螺钉;主要用于在金属板或塑料的光预制孔上直接攻挤出螺孔,而实现联结或与板簧螺母配套使用;这类螺钉以其使用方便、生产技术成熟、价格低廉被广泛采用,某些场合甚至有逐步取代普通螺钉的趋势;③内六角圆柱头螺钉;适用于汽车上结构紧凑、位置狭小的情况;4、螺母①六角螺母;主要是和螺栓、小螺钉配合使用;②方螺母;对角距较六角螺母的大,常用于防转动的锁紧部位,生产工艺性不如六角螺母的好,因此尽量少用;CQ310/311③六角法兰面螺母;用于重要工作部位,用法兰面代替平垫圈;④厚螺母;用于拧紧力矩大的部位;CQ360/361,CQ363特厚⑤薄螺母;用于轴向力小的部位;CQ350/351,CQ352/353较扁⑥焊接螺母;焊接方形螺母支承面的四角凸出形成凸焊点,用电阻焊将螺母焊在薄板件上,由于凸焊点距中心较CQ370焊接六角螺母支承面的三个角凸出形成凸焊点的远些,对螺纹影响较小;现在我企业新设计的不允许选用CQ370焊接六角螺母;Q364适合的薄板类型是S不大于2.3mm⑦蝶形螺母;用于直接拧两耳的螺母,它用于常拆卸之处;Q390⑧簧片螺母;将其卡在薄板件上,用自攻螺钉紧固被连接件;Q397⑨嵌装塑料螺母;与自攻螺钉配合使用,先将螺母压入薄板件的孔中,然后用自攻螺钉拧紧固定被连接件;Q398通孔式、Q399端封式Q399螺母不通孔,适用于有密封要求时采用;⑩板式焊接螺母;用螺母两耳与薄板件点焊固定,这种螺母的工艺性欠佳,应尽量少用;CQ32011.组合螺母;螺母支承面端带锥形弹性垫圈,提高防松能力;CQ32212.自锁螺母;CQ3322型全金属六角自锁螺母CQ326/327六角头凸缘锁紧螺母有效力矩部分由压扁量保证; Q326/327六角尼龙锁紧薄螺母拧紧时与外螺纹形成较大的摩擦力来阻止螺纹副松动;13.铆螺母;CQ324平头、CQ374/375沉头,用于铆成头不能凸出被连接件的表面;按结构设计要求而定;14.板簧螺母 .用于受力不大的螺栓或螺钉紧固连接;Q39315.圆螺母.受轴向位置限止用的锁紧螺母,汽车上用的不多,因需专用拆卸工具; CQ39116.槽形螺母.用于开口销防松的紧固件;对于拧紧力矩要求严格的部位不宜采用;5、垫圈、挡圈、铆钉1、垫圈;在紧固螺栓时,大部分是把垫圈放到螺栓的支承面下和被紧固物体之间使用,除螺纹本身的精度和摩擦之外,为了合理解决螺栓支承面和螺母支承面中的面压和摩擦问题以及被紧固物体的弹性作用,因而使用垫圈;①弹簧垫圈.为防止螺纹松动而使用的垫圈,最便宜;适用于轻、中载荷;②波形弹性垫圈.反力大、载荷偏心小;适用于重载荷;③齿形锁紧垫圈 .防松效果好,但当紧固材料过硬或过软时,不能获得理想的效果,使用时应注意;④锥形弹性垫圈碟形垫圈 .是具有弹簧垫圈和平垫圈两者优点的垫圈,反弹力很大,防松效果好;2、档圈;用做轴向限位的零件,如活塞销在活塞销孔中的轴向窜动,轴承的轴向移动,销轴的轴向窜动等;3、铆钉;主要用来构件的不可卸连接;6、销类、键①销类;锁住螺纹连接件用,当螺母与螺栓拧紧后,为防止其松动,将螺母与螺栓的相对位置固定下来,则采用开槽螺母与杆部带孔的螺栓;当槽与孔对准时将开口销插入,并将开口销的脚分开;这是防止螺纹副回松的锁紧销;锁住光轴轴向移动的锁销,如叉类连接的销轴,为防止销轴的退出,在销孔中插入锁销;当铰链轴用的销圆柱销,当两个零件连接并要求能围绕销轴轴线能相对转动时,则采用销连接;这种连接销与其中一件是相对固定不动的,另一件是滑动配合的;用来固定零件的销钉,如钢钉和标牌钉;汽车上木制零件的连结则用钢钉固定;标牌固定在总成上则用标牌钉;②键类;主要用于轴类零件与轮类零件的连接,它将担负着动力的传递任务,因此应具有较高的精度和剪切强度;Q550半圆键特点用于结构位置受限,传递扭矩不很大的部位;如皮带轮、摆臂、齿轮等连接处;Q551平键特点用于大扭矩的齿轮连接处;7、螺塞①加油口封盖螺塞.在变速箱、分动箱、后桥等总成中存有一定的润滑油,这些润滑油应按规定时间更换和补充确保总成的正常运行;②放油口封盖螺塞 .在发动机油底壳、机油滤清器、变速箱、分动箱、后桥等总成中需将壳体中储存的润滑油放出来时,无须将这些总成大拆、只需要将放油螺塞拧下即可;③其他螺塞.有的螺塞可兼用作阀门座;有的螺塞可以兼用滤清,如磁芯螺塞;8、管接头在汽车上管路系统有供油系统的管路和制动系统的管路等,这些均用多根管道构成,管子之间的连接和管子与装置总成之间的连接均用管接件来完成,它既要保证系统内介质的畅通,又要保证介质的不泄漏,这是管接头的基本功能;9、环箍用来箍紧软管与金属连接的紧固件,如空气系统的软管,冷却系统的软管;常用:CQ676,CQ676B10、塞片在汽车上有的箱体零件需加工轴孔或装进轴类零件,然后又不能裸露时,则在孔口压上一个塞片来封盖,这就是塞片的用途;CQ72111、密封垫圈汽车上有用端面密封的结构,这时密封圈是必不可少的,对于内部结构或不会烧烤的地方用O型橡胶密封圈较多,但对外部结构易烧烤的部位就得用不易烧坏的金属密封圈了;CQ723、CQ734等螺纹的防松方法一、螺纹类紧固件的防松理论.当拧紧螺纹紧固件时,向紧固件输入能量,撤去拧紧力矩后,由于螺旋副的自锁作用和螺母、螺栓支承面与被联接件接触表面上的摩擦力,这个能量的大部分被储存在紧固件中,使螺栓承受拉力,被连接件承受压力,这就是预紧力;若没有什么因素使储存在紧固件中的能量释放出来,预紧力就不会减少或消失;不加防松措施的螺栓连接,在使用过程中,螺母不但常出现松动,甚至能从螺栓上掉下来;所以需要知道螺母松动原因,以便采取有效措施,避免螺母松动;要想松开有预紧力的螺栓联接,必须施加一个与拧紧力矩方向相反的力矩,理论上螺母松退力矩约为拧紧力矩的80%;理论上在静止状态下,承受静载荷的螺栓联接,没有施加那么大的松退力矩,螺母是不会松动的;实际上,工作中的螺栓联接,特别是承受交变载荷或振动的螺栓联接,螺母即使不受松退力矩作用,也能松动回转,即使不松动回转,预紧力也会因松弛而减少;二、防脱措施1.保持螺旋副和被联接件接触表面间的摩擦力,防止摩擦力降至造成松脱的临界之下a使紧固件具有较大的预紧力b清除掉螺纹牙上的润滑剂,或者在螺纹牙上镀上一层摩擦系数超过一般紧固件的镀层c用弹性垫圈作为防松元件d使用对顶螺母2.增加有效力矩a 在螺母螺纹孔的一端嵌入一个没有螺纹牙的尼龙环,当拧螺母时,螺栓的螺纹牙硬从此尼龙环光孔通过,在尼龙上挤出螺纹牙,所以尼龙环箍紧着螺栓,横向压紧螺纹;如Q328/Q329b使螺母螺纹孔末端变形成椭圆形,当圆柱形螺栓的螺纹通过螺母的椭圆形螺纹孔时,螺纹孔的弹性变形使之箍紧螺栓,横向压紧螺纹;如CQ3263.防止被联接件相对滑移a在被联接件上采取措施,使相对滑移减至最小b在被联接件上加销、键4.用机械的方法,借助于各种金属止动元件,防止螺母与螺栓、螺母与被连接件相对转动;这种方法常用于重载或动载螺栓联接的防松,但无法防止预紧力的下降;a开口销配以开槽螺母b圆螺母用止退垫圈5.在紧固件接触表面形成啮合力a在螺栓头部或和螺母支承表面涂涂料b在弹性垫圈、螺母或螺栓头端面制出齿纹,利用带齿端面与被接触面接触,形成啮合力以防松c在螺纹牙表面涂粘接剂设计注意事项紧固件的选择标准,使用种类的单纯化;品种的统一;紧固件优选标准件,少出专用件;从企标蓝图中选择为了减少使用种类,提高螺栓的产量,原则上不使用企标以外的规格设计应考虑扳手的空间最小尺寸,避免操作起来困难,甚至不能进行紧固的情况熟悉机械性能的表示方法一般说,性能等级较高的螺母,可以替换性能等级较低的螺母当防止装配松动的要求大于经济性要求时和外螺纹的外径需要较高的紧固力和强度时使用细牙螺纹;选用米制螺纹标准件名称要规范设计中常出现的问题1.设计螺纹紧固件的专用件时常见问题.设计过程中经常能遇到因标准件中规定的规格尺寸不够用而出专用件的情况,但此类图纸多数存在对公差、材料、机械性能等要求不完善的问题;以双头螺柱专用件图为例:2.标准的替代问题在GB4459.1—84旧标准中规定的注法:Z3/8″在新标准中规定的注法见GB/T4459.1—1995:NPT3/8详见GB/T12716—200260°圆锥管螺纹3.没有选用企标的问题例如:错误Q150B0616 正确CQ1500616因目前我公司的标准件选用应遵守企业标准蓝图为准,行业标准、国家标准不提倡使用;如有企标不能满足设计要求,而行标、国标可以满足的,则应与标准科协商,同意后在明细表备注栏中加“行业标准“字样;4. 设计使用标准件时,尺寸规格范围不符合标准 .如O型橡胶密封圈因考虑到其密封性能,当d选定时它的D值有对应的一段数值范围,所以对其选用时应严格按照厂标的规格范围选用,否则将影响密封圈的使用性能;5.标注不全的现象按O型橡胶密封圈标准要求,必须在标准号后加选用胶料代号A、B、C……,否则无法定货;如上述标准件,根据设计者意图选用了I组耐油通用胶料、中硬度,故正确标注为Q7343550B;。
10.2.1螺纹紧固件10.2.1.1螺母10.2.1.2螺栓、螺柱10.2.1.3螺钉10.2.1.4垫圈和挡圈10.2.2铆钉10.2.3销10.2紧固件紧固件主要种类有螺纹紧固件、垫圈、挡圈、销和铆钉等,广泛应用于机械、冶金、电器、建筑和交通运输等设备和工具上。
10.2.1螺纹紧固件10.2.1.1 紧固件服役条件和性能要求紧固件种类繁多,工作条件也有很大差异。
在机械设备中,紧固件的作用主要是连接、紧固和密封。
由于工作场合不同,分别会承受静载荷、动载荷、冲击、振动等各种作用,一般要承受拉应力和剪应力,有时还要承受交变应力。
在特殊场合,还承受腐蚀、高温、低温的作用。
紧固件的失效形式主要为脆性断裂和疲劳失效。
因此,对紧固件材料有以下要求。
(1)应有足够的抗拉强度、屈服强度、疲劳强度和适当的硬度。
(2)应具有良好的塑性和切削加工性能。
(3)对于高强度重要的螺栓用材料,要求高的抗拉强度、韧性和良好的淬透性、低的缺口敏感性、较高的抗弯强度和疲劳强度。
(4)对于高温下使用的螺纹紧固件材料,要求具有高的抗松弛能力、足够的强度、低的缺口敏感性、良好的抗高温氧化性和抗蠕变能力、一定的高温持久强度。
(5)对于低温工作的紧固件用材料,要求较高的低温韧性和低的韧脆转变温度。
(6)对于腐蚀介质中工作的螺纹紧固件材料,要求具有良好的耐蚀性。
10.2.1.2通用螺纹紧固件通用螺纹紧固件包括螺栓、螺柱、螺钉和螺母,用量最大,适用范围最广。
(1)通用螺纹紧固件的力学性能螺栓、螺钉和螺柱的力学性能见表10.2.1,螺母的力学性能见表10.2.2。
表10.2.1 螺栓、螺钉和螺柱的力学性能(机械设计手册第4版,p5-64~5-65,表5-1-62)表10.2.2 螺母的力学性能(机械设计手册第4版,p5-67~5-68,表5-1-64)(2) 通用螺纹紧固件用材料制作通用螺纹紧固件可采用冷做成形、切削成形和热压成形。
冷作成形的紧固件一般采用冷作用钢,其牌号和力学性能见表11.2.3。
切削成形的可采用国标中所有牌号的普通碳素钢、碳素结构钢和合金结构钢,普通碳素结构钢的力学性能见表11.2.4,碳素结构钢的力学性能见表11.2.5,合金结构钢的力学性能见表11.2.6。
热压成形的采用锻件用碳素结构钢和锻件用合金结构钢,其力学性能见表11.2.7。
表11.2.8给出了不同强度级别、不同直径的螺栓、螺钉推荐选用的材料,表11.2.9给出了不同级别螺母推荐选用材料。
表11.2.3 冷作用钢的牌号和力学性能(热处理手册2,P230-231,表6-5)表11.2.4 普通碳素结构钢的力学性能(实用工程材料技术手册,P138,表4-3)表11.2.5 碳素结构钢的力学性能(实用工程材料技术手册,P142,表4-7)表11.2.6 合金结构钢的力学性能(实用工程材料技术手册,P185-188,表4-55)表11.2.7 锻件用碳素结构钢和锻件用合金结构钢的力学性能(新编金属材料手册,P75-77,表3-17;P86-93,表3-28)表11.2.8 不同强度级别、不同直径的螺栓、螺钉推荐选用的材料(热处理手册2,P231,表6-6)表11.2.9 不同级别螺母推荐选用材料(实用工程材料技术手册,P351,表5-39)(3)通用螺纹紧固件材料的热处理材料进行热处理的目的是为后面的加工成形作准备。
成形方法不同,热处理工艺也不同。
1)冷成形材料的球化退火冷成形钢在成形之前进行球化处理,可降低硬度,提高塑性,这样在冷作成形时不易产生裂纹。
表11.2.10给出了一些钢材常用退火工艺。
表11.2.10 一些钢材常用的退火工艺(热处理手册2,P232,表6-7)2)切削成形材料的热处理工艺通过对材料进行热处理,使材料具有片状珠光体组织,在切削加工时不粘刀、易断屑,从而得到光滑的表面。
碳素钢、低合金钢一般采取正火处理,中碳钢进行退火处理。
切削成形材料的热处理工艺见表11.2.11。
表11.2.11 切削成形材料的热处理工艺(热处理手册2,P233,表6-8)(4)螺纹紧固件的热处理螺纹紧固件成形后,还要进行热处理,已获得所需要的力学性能。
表11.2.12为碳素结构钢35、45制螺栓和螺母的热处理工艺和参数。
低碳低合金钢制作的螺栓螺母的热处理工艺及参数见表11.2.13,合金结构钢制螺栓螺母的热处理工艺及参数见表11.2.14。
表11.2.12 碳素结构钢35、45制螺栓和螺母的热处理工艺和参数(热处理手册2,P234,表6-10)表11.2.13 低碳低合金钢制作的螺栓螺母的热处理工艺及参数(热处理手册2,P235,表6-11)表11.2.14 合金结构钢制螺栓螺母的热处理工艺及参数(热处理手册2,P235-236,表6-12)(5) 选材料时要注意的事项根据螺纹紧固件成形方法不同,对材料的要求也不同。
选择螺纹紧固件材料时,应注意以下问题。
1)冷镦或冷挤压成形的紧固件要求材料的塑性好、变形抗力小、表面质量高,以保证冷作成形过程中不会开裂。
一般选用冷镦用钢。
2)热锻成形的紧固件要求材料具有良好的热塑性,不产生裂纹,要选用热加工用钢。
3)切削成形的紧固件要求材料的切削性能好,所以要求材料的组织为片状珠光体组织,甚至选用易切削钢。
10.2.1.3 耐腐蚀紧固件(1)材料及其力学性能要求高耐蚀的紧固件应选用不锈钢制造。
螺纹紧固件用各种不锈钢的牌号、力学性能见表11.2.15.注:d为螺纹直径。
(2)成品或半成品热处理不锈钢螺纹紧固件的热处理工艺见表11.2.16。
表11.2.16 几种不锈钢螺纹紧固件的热处理工艺(热处理手册2,P241-242,表6-20)10.2.1.4 耐高温紧固件高温条件下工作的紧固件,紧固件材料要选用耐热钢或合金。
不同材料紧固件最高工作温度见表11.2.17。
一些钢的高温力学性能见表11.2.18,抗松弛性见表11.1.19。
表11.2.17 不同材料紧固件最高工作温度表11.2.18 一些钢的高温力学性能(热处理手册2,P243-244,表6-22)表11.1.19 一些钢的高温抗松弛性(热处理手册2,P245-247,表6-23)10.2.1.5 耐低温紧固件在低温下工作的紧固件,在温度低于某一临界值,韧性急剧下降。
选用材料时,要注意在较低的温度下一定要保持一定的韧性。
表11.2.20为在低温下使用的制造螺纹紧固件的材料及其在不同温度下的韧性表11.2.20低温下使用的制造螺纹紧固件的材料及其在不同温度下的韧性(热处理手册2,P245-247,表6-23)10.2.2垫圈、挡圈10.2.2.1一般垫圈一般垫圈材料为普通碳素结构钢(Q215、Q235)、碳素结构钢(35、45)和合金结构钢(65Mn、60Si2Mn 等)。
制作时不做热处理。
10.2.2.2弹簧垫圈弹簧垫圈采用弹簧钢制作,其材料牌号和热处理工艺见表1.2.21。
表1.2.21 弹簧垫圈采用弹簧钢的材料牌号和热处理工艺钢号热处理工艺65Mn 820~840℃淬火+380~400℃回火60Si2Mn 860~880℃淬火+380~400℃回火70 780~830℃淬火+380~400℃回火10.2.3销销的材料种类很多,多用的材料及其热处理见表11.2.22。
安全销多采用35、45、50、T8A、T10A等表11.2.22 销的材料及其热处理(热处理手册2,P249,表6-26)销套多采用40、35SiMn和40Cr,热处理后硬度为40~50HRC。
10.2.4铆钉铆接可以两种同质或不同质的材料连接起来。
铆接主要应用于严重冲击或剧烈振动的金属构件上或焊接技术受限制的场合,如起重机的构架、铁路桥梁、建筑、造船、重型机械等方面。
在航空航天飞行器结构的连接,主要是铆接。
铆钉常用的材料及其热处理工艺见表1。
表1 铆钉常用的材料力学性能及其热处理工艺、表面处理材料力学性能,不小于________________________________ _______________________________________ 热处理工艺表面处理种类牌号σb/MPa σs(σ0.2)/MPa δ5/%___________________________________________________________________________________________________________ 碳素钢Q215A、Q215B 335~410 215 31 退火Q235A、Q235B 375~460 235 26 退火10 335 205 31 退火ML10 333 206 31 退火镀锌钝化15 375 225 27 退火ML15 373 226 27 退火镀锌钝化1Cr18Ni9Ti 520 205 40 淬火___________________________________________________________________________________________________________ 铜及其合金T3 200 40 退火钝化或不处理275 10 不退火钝化或不处理H62 330 110 49 退火钝化或不处理600 500 3 不退火钝化或不处理H63 300 90 3~4 退火钝化或不处理633 450 49 不退火钝化或不处理H59-1 420 140 5 退火钝化或不处理550 400 45 不退火钝化或不处理___________________________________________________________________________________________________________ 铝及其合金1050A 65 201035 ≤120 252A01 淬火+时效阳极化处理3A21 110 40 305B05 退火阳极化处理2A10 淬火+时效阳极化处理。