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1、10-5 螺纹联接的预紧和放松 一、预紧 预紧目的：增 加联接的刚性、 紧密性及放松能 力。 拧紧过程：螺栓受拉，伸长。 预 紧 F0 F0 F0 F0 在螺纹连接过程中，预紧力大小要适当。 如气缸盖螺纹连接， F0小缸盖与缸体间出现间隙漏气； F0过大螺栓拉断 1、预紧力 F0 一般：碳钢： 螺栓最小剖面积mm2 屈服极限 MPa 合金钢： 2、拧紧力矩 F0如何加上去的，通过扳手给螺母加一个力矩产生的，这 个力矩叫做拧紧力矩 T1螺旋副摩擦力矩 T2端面摩擦力矩 对于M10M68粗牙螺纹，则可简化为 由上式可得出预紧 力与外加力矩的关系 d:螺纹公称直径 拧紧力矩 可通过控制拧紧力矩T的大
2、小， 来控制预紧力 通常扳手长 过小螺栓易损坏，一般M5 3. 控制预紧力的措施 通常，联接不重要，用扳手长短可控制，关键部件 ，如航空、航天、压力容器等必须要求可靠性，必须控制 预紧力。 2007年8月20日中国台湾华 航公司的一架737-800客机在 冲绳机场降落后起火。 事故原因： 螺栓松脱，刺穿油箱 2005年1月美猎鹰 1火箭发射一分钟 后消失 军事卫星 下落不明 事故原因 螺母脱落 3、 控制预紧力的措施： 一般通过控制拧紧力矩来控 制预紧力 测力距扳手 定力矩扳手 最准确方法，测量预紧前后的螺栓变形量 精确，直观可直接测出螺栓预紧力的值 思考： 除了外加拧紧力矩，还有没有其他方
3、法控制预力？ 用液压拉伸器先 将螺 栓拉长，拧螺母，再 放松螺螺栓 轮船燃气轮机上螺栓，太大，无法用扳 手（拿不动），怎样拧紧（加预紧力） 由于拧紧过程中螺栓被拉长先 将螺栓拉长 液压拉伸预紧技术 F0 F0 F0 F0 二、螺纹联接的防松 螺纹联接，通常满足自锁条件 但是在冲击、振动和变载的作用下，预紧力和摩擦 力可能瞬间消失，多次重复后就可能使联接松脱。因 此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故 。 永久防松 端铆 冲点（破 坏螺纹） 点焊 液压防松螺母 10-6 螺纹联接的强度计算 螺纹连接常常用螺栓组 受力分析找出受力最大的螺栓理论计算 （螺栓组应大小相同，美观且便于安装） 强
4、度计算：用多大螺栓，强度够不够 受拉螺栓的失效形式主要是： 螺纹部分的塑性变形。 螺杆的疲劳断裂。 一、松螺栓联接 工作前不拧紧，无F0，（如吊钩螺栓） 只有工作载荷F起拉伸作用，主要失效形式拉断。 强度条件为： MPa 设计问题 ： 式中：d1螺杆危险截面直径（mm） 许用拉应力 N/mm2 (MPa) （mm） 定公称直径d 二、紧螺栓联接 工作前有预紧力F0 (仅研究普通螺栓连接形式) F0 F0 F0 F0 工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下，螺栓仅 承受预紧力 对于给出预紧力F0 多大螺栓合适 ？ 进而求出d1可否 预紧 力F0产生拉伸应力 螺纹摩擦力矩T1产生剪应力 复合应力状态 拉应
5、力 剪应力 按第四强度理论： 强度条件为： 式中：F0预紧 力（N） 1.3考虑螺纹力矩对螺栓联接强度的影响 设计公式： 那么F0=? 2受横向工作载荷时 特点：杆孔间有间隙，靠拧紧后正 压力由（F0）产生摩擦力来传递外 载荷，保证联接可靠（不产生相对 滑移）的条件为： F FF F 所须的预紧 力为F0 f 摩擦系数 m接合面数 C可靠性系数 带入上节强度（设计 ）公式可校核（求d1） 螺栓所需的轴向力（即预紧力）应为 当 即，预紧 力为横向工作载荷的8倍， 所以螺栓联接靠摩擦力来承担横向载荷时，其尺寸较大 。 3、受轴向工作载荷时 工作特点：工作前拧紧 ，有F0；工作后加上工作载荷F, 工作前、工作中载荷变化。 解决问题 ：a) 保证安全可靠的工作，F0=？ b) 工作时螺栓总载 荷，FE=？ 1.有密封性要求联接 2.一般联接工作载荷稳定 3.一般联接工作载荷变化 总拉力 相对刚 度 联立上两式得（F0与FR的关系） 设计 公式 强度条件 注意： 用F a a 而不是F0 三、铰制孔螺栓联 接 失效形式发生变化 失效形式：压溃 、剪断 剪切应力 d0:铰制孔螺栓直径 强度条件 挤压应力 许用挤压应力，取螺杆与被联接件中最小值
