一、螺栓定義與分類
定義:配用螺母、墊圈的圓柱形帶螺紋的緊固件。
按連接的受力方式分為:普通螺栓和鉸制孔螺栓。按頭部形狀不同分為:六角頭、圓頭、沉頭螺栓等。
二、螺栓代號
例1:M10X1 LH-6h-S
M代表公制三角螺紋(其它符號如Tr代表梯形螺紋),公稱大徑為10、細牙螺距P=1.0mm,LH代表左旋,中徑公差帶為6h外螺紋,S表示短的旋合長度。說明:粗牙不需標明螺距,中等旋合長度以及右旋不需標明。
例2:螺紋規格d=M12、公稱長度L=80mm、性能等級10.9級、表面氧化、產品等級為A級的六角頭螺栓:
完整標記為:GB/T5783-2000-M12X80-10.9-A-O
三、螺栓性能等級和產品等級
等級不同價格有差異,使用工況不同等級需求不同。所以在選用時需注意區分。
1、螺栓的產品等級分為a、b、c三級。其中a級最精確,c級精度最差。a級用于承載較大,要求精度高或受沖擊、振動載荷的場合。
2、螺栓的性能等級
螺栓有3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個等級,其中8.8級及以上螺栓材質為低碳合金鋼或中碳鋼并經熱處理(淬火、回火),通稱為高強度螺栓,其余通稱為普通螺栓。
性能等級在螺栓頭部往往會有標示。例如:性能等級10.9級高強度螺栓,其含義是:其材料經過熱處理后,能達到:螺栓材質公稱抗拉強度達1000MPa;2螺栓材質的屈強比值為0.9;螺栓材質的公稱屈服強度達1000×0.9=900MPa級。在重要場合使用螺栓,設計時應對螺栓的屈服強度σ和剪切強度τ進行校核計算。
四、螺栓配合孔的加工
螺栓配合的孔的質量好壞,直接影響了緊固的效果。因此設計和加工時應嚴格按照相關標準。
1、通孔:
螺栓連接的零件上均開光孔(通孔)??讖礁鶕b配精度要求,參照國標《GB/T 5277》進行設計和加工。
2、攻絲前底孔:
精度要求不高可采用鉆床直接鉆孔,由于鉆頭大小是有規定系列的,孔大小就需參考相關標準。同時由于零件材料不同,底孔大小也有差異。普通螺紋鉆底孔用鉆頭直徑尺寸可參考計算公式:d=D-P;(式中:P螺距,d攻螺紋前鉆頭直徑,D螺紋大徑)同時要注意鉆孔深度,不僅要考慮到使用要求,還需要考慮到相關行業規則以及工藝性。
五、螺紋規格和長度L計算說明
螺紋規格d有優選規格和非優選規格之分。一般情況下不使用第二系列的非優選螺紋,如M14螺栓就是非優選。為了螺栓的互換性,并不是所有大小的螺栓都有。螺栓長度也是有系列,同時又分全螺紋和非全螺紋之分(國標代號也不同,如國標5783為全螺紋,5782為半螺紋)。在計算螺栓長度時宜露出螺母0.3d長度。
六、螺母分類及用途
螺母是將機械設備緊密連接起來的零件,同等規格螺母和螺栓才能連接在一起。
根據材料可分為:碳鋼、不銹鋼、有色金屬(如銅)等幾大類型,六角螺母按照公稱厚度分為I型、II型和薄型三種。I型的六角螺母應用最廣,I型螺母又分A,B,C三級,其中A級和B級螺母適用于表面粗糙度較小,對精度要求高的機器、設備和結構上。而C級螺母則用于表面比較粗糙、對精度要求不高的機器、設備或結構上;II型六角螺母的厚度比較厚,多用在經常需要裝拆的場合。
七、墊圈分類及用途
常用的墊圈有平墊圈,分為A和B級(GB 97.1)、彈簧墊圈。
平墊圈作用:增大接觸面積。彈簧墊圈作用:為了防止螺母因震動而松動。
墊圈的使用要求:彈簧墊圈必須設置在螺母一側。對于工字鋼、槽鋼類型鋼利用斜面連接時應使用斜墊圈,使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。螺栓與螺栓孔配合間隙較小,也可不用平墊;如果間隙較大,則在螺桿和螺母處各配一顆。
八、螺栓的預緊力
螺栓在擰緊時要注意力矩不要過大,避免使螺栓出現滑絲等不良情況。在一些重要零件設備上應必須使用扭力扳手來扭緊螺栓。扭矩的大小可參考機械設計手冊或相關行業標準。
九、螺栓常見表面處理方式
螺栓一般都需要經過表面處理,螺栓的表面處理的種類很多,一般常用的有發藍、電鍍、氧化、磷化、非電解鋅片涂層處理等。其中電鍍最為廣泛。對于螺紋緊固件來說,使用中不僅要求具有一定的防腐能力,還必須保證螺紋的互換性,在這里也可稱之為旋合性(GB/T 5267.1-2002[螺絲電鍍層]標準)。
比較:發藍成本最低防腐最差。鍍鋅成本較高防腐效果較好。鍍鉻成本高但防腐最好。發藍表面成藍色,鍍鋅表面成銀灰色,鍍鉻表面反光。
彩鋅
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十、螺栓的檢驗對于大批量用途螺栓,入庫應做好相關檢驗。
測試螺栓的硬度、螺栓扭斷扭力;做相應的鹽霧測試;外觀應無明顯缺陷。螺紋可用標準通止規檢測。其它檢測項目見普通螺紋螺栓、螺釘通用規范。
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