一、螺栓定义与分类
定义:配用螺母、垫圈的圆柱形带螺纹的紧固件。
按连接的受力方式分为:普通螺栓和铰制孔螺栓。按头部形状不同分为:六角头、圆头、沉头螺栓等。
二、螺栓代号
例1:M10X1 LH-6h-S
M代表公制三角螺纹(其它符号如Tr代表梯形螺纹),公称大径为10、细牙螺距P=1.0mm,LH代表左旋,中径公差带为6h外螺纹,S表示短的旋合长度。说明:粗牙不需标明螺距,中等旋合长度以及右旋不需标明。
例2:螺纹规格d=M12、公称长度L=80mm、性能等级10.9级、表面氧化、产品等级为A级的六角头螺栓:
完整标记为:GB/T5783-2000-M12X80-10.9-A-O
三、螺栓性能等级和产品等级
等级不同价格有差异,使用工况不同等级需求不同。所以在选用时需注意区分。
1、螺栓的产品等级分为a、b、c三级。其中a级最精确,c级精度最差。a级用于承载较大,要求精度高或受冲击、振动载荷的场合。
2、螺栓的性能等级
螺栓有3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级,其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火),通称为高强度螺栓,其余通称为普通螺栓。
性能等级在螺栓头部往往会有标示。例如:性能等级10.9级高强度螺栓,其含义是:其材料经过热处理后,能达到:螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa;2螺栓材质的屈强比值为0.9;螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级。在重要场合使用螺栓,设计时应对螺栓的屈服强度σ和剪切强度τ进行校核计算。
四、螺栓配合孔的加工
螺栓配合的孔的质量好坏,直接影响了紧固的效果。因此设计和加工时应严格按照相关标准。
1、通孔:
螺栓连接的零件上均开光孔(通孔)。孔径根据装配精度要求,参照国标《GB/T 5277》进行设计和加工。
2、攻丝前底孔:
精度要求不高可采用钻床直接钻孔,由于钻头大小是有规定系列的,孔大小就需参考相关标准。同时由于零件材料不同,底孔大小也有差异。普通螺纹钻底孔用钻头直径尺寸可参考计算公式:d=D-P;(式中:P螺距,d攻螺纹前钻头直径,D螺纹大径)同时要注意钻孔深度,不仅要考虑到使用要求,还需要考虑到相关行业规则以及工艺性。
五、螺纹规格和长度L计算说明
螺纹规格d有优选规格和非优选规格之分。一般情况下不使用第二系列的非优选螺纹,如M14螺栓就是非优选。为了螺栓的互换性,并不是所有大小的螺栓都有。螺栓长度也是有系列,同时又分全螺纹和非全螺纹之分(国标代号也不同,如国标5783为全螺纹,5782为半螺纹)。在计算螺栓长度时宜露出螺母0.3d长度。
六、螺母分类及用途
螺母是将机械设备紧密连接起来的零件,同等规格螺母和螺栓才能连接在一起。
根据材料可分为:碳钢、不锈钢、有色金属(如铜)等几大类型,六角螺母按照公称厚度分为I型、II型和薄型三种。I型的六角螺母应用最广,I型螺母又分A,B,C三级,其中A级和B级螺母适用于表面粗糙度较小,对精度要求高的机器、设备和结构上。而C级螺母则用于表面比较粗糙、对精度要求不高的机器、设备或结构上;II型六角螺母的厚度比较厚,多用在经常需要装拆的场合。
七、垫圈分类及用途
常用的垫圈有平垫圈,分为A和B级(GB 97.1)、弹簧垫圈。
平垫圈作用:增大接触面积。弹簧垫圈作用:为了防止螺母因震动而松动。
垫圈的使用要求:弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。对于工字钢、槽钢类型钢利用斜面连接时应使用斜垫圈,使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。螺栓与螺栓孔配合间隙较小,也可不用平垫;如果间隙较大,则在螺杆和螺母处各配一颗。
八、螺栓的预紧力
螺栓在拧紧时要注意力矩不要过大,避免使螺栓出现滑丝等不良情况。在一些重要零件设备上应必须使用扭力扳手来扭紧螺栓。扭矩的大小可参考机械设计手册或相关行业标准。
九、螺栓常见表面处理方式
螺栓一般都需要经过表面处理,螺栓的表面处理的种类很多,一般常用的有发蓝、电镀、氧化、磷化、非电解锌片涂层处理等。其中电镀最为广泛。对于螺纹紧固件来说,使用中不仅要求具有一定的防腐能力,还必须保证螺纹的互换性,在这里也可称之为旋合性(GB/T 5267.1-2002[螺丝电镀层]标准)。
比较:发蓝成本最低防腐最差。镀锌成本较高防腐效果较好。镀铬成本高但防腐最好。发蓝表面成蓝色,镀锌表面成银灰色,镀铬表面反光。
彩锌
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十、螺栓的检验对于大批量用途螺栓,入库应做好相关检验。
测试螺栓的硬度、螺栓扭断扭力;做相应的盐雾测试;外观应无明显缺陷。螺纹可用标准通止规检测。其它检测项目见普通螺纹螺栓、螺钉通用规范。
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