淘钉钉-如何提高螺栓连接的强度?避免或减小附加应力
【淘钉钉-如何提高螺栓连接的强度?避免或减小附加应力】原标题:淘钉钉-如何提高螺栓连接的强度?
改善螺纹牙间的载荷分布采用普通螺母时 , 轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的 , 如图1(a)所示 , 从螺母支承面算起 , 第一圈受载最大 , 以后各圈递减 。
理论分析和试验证明 , 旋合圈数越多载荷分布不均的程度也越显著 , 到第8~10圈以后 , 螺纹几乎不受载荷 。
所以采用圈数多的厚螺母 , 并不能提高联接强度 。 若采用图1(b)的悬置(受拉)螺母 , 则螺母锥形悬置段与螺栓杆均为拉伸变形 , 有助于减少螺母与栓杆的螺矩变化差 , 从而使载荷分布比较均匀 。 图1(c)为环槽螺母 , 其作用和悬置螺母相似 。
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图1
避免或减小附加应力由于设计、制造或安装上的疏忽 , 有可能使螺栓受到附加弯曲应力(图2) , 这对螺栓疲劳强度的影响很大 , 应设法避免 。
例如 , 在铸件或锻件等未加工表面上安装螺栓时 , 常采用凸台或沉头座等结构 , 经切削加工后可获得平整的支承面(图3) 。
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图2
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图3
减小应力集中螺纹的牙根、螺栓头部与栓杆交接处 , 都有应力集中 , 是产生断裂的危险部位 。 其中螺纹牙根的应力集中对螺栓的疲劳强度影响很大 。
可采取增大螺纹牙根的圆角半径、在螺栓头过渡部分加大圆角(图4(a))或切制卸载槽(图4(b)、4(c))等措施来减小应力集中 。
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图4
减小应力幅螺栓的最大应力一定时 , 应力幅越小 , 疲劳强度越高 。 在工作载荷和剩余预紧力不变的情况下 , 减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度都能达到减小应力幅的目的(见图5) , 但预紧力则应增大 。
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图5
减小螺栓刚度的措施有:适当增大螺栓的长度;部分减小栓杆直径或作成中空的结构即柔性螺栓 。 在螺母下面安装弹性元件(图6) , 也能起到柔性螺栓的效果 。 柔性螺栓受力时变形量大 , 吸收能量作用强 , 也适于承受冲击和振动 。
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图6
为了增大被联接系统的刚度 , 不宜用刚度小的垫片 。 图7所示的密封连接以用密封圈为佳 。
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图7
改善制造工艺制造工艺对螺栓的疲劳强度有很大影响 。 对于高强度钢制螺栓 , 更为显著 。 采用輾制螺纹时 , 由于冷作硬化的作用 , 表层有残余压应力 , 金属流线合理 , 螺栓疲劳强度比车削的高 。 碳氮共渗、氮化、喷丸处理都能提高螺栓疲劳强度 。
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