螺栓作为螺纹连接用零件,是最常见的机械联接所使用
的标准件,广泛应用在各种机械总成件中。由螺栓联接组装
成的总成件,一般情况下都是需要拧紧之后才能发挥作用进
行工作。而作为在装配过程中最重要的螺栓规格及预紧力的
选用,我们却很少进行规范设计。合理的选配,可以最大效
果的发挥螺栓在装配件中的作用,最大程度的延长总成件的
使用寿命。
无论是作为螺栓,还是需要装配的子零件,都有一定的
屈服极限。在装配过程中,如果预紧力过大,使零件的变形
量超过零件的屈服极限,零件就会损坏。所以装配件要长时
间稳定有效的工作,设计人员必须对螺栓预紧力进行规范设
计。
1、螺栓预紧力的选用
螺栓作为重要的联接件,在总成件安装时必须拧紧,在
联接承受工作载荷之前,预先受到力的作用,这个预加的力
就是预紧力,预紧的目的是为了增强连接的可靠性和紧密性,
防止总成安装件在工作的时候,受到力的作用,各联接件之
间出现缝隙或相对滑移。所以在总成件的设计中,必须对预
紧力的大小进行规范设计。
1.1 合理选用预紧力
在专业的螺栓紧固件装配中,一般都配有标准扳手,不
同的直径规格的螺栓使用不同长度的扳手,扳手长度为螺栓
直径规格的15 倍左右,在这个基础上使用专业的力学工具可
以体现准确的拧紧力矩,达到可量化的预紧力,对于一些关
键件和重要件尤为重要。一旦使用大规格长扳手拧紧小规格
的螺栓,往往会造成过拉紧,破坏零件本身使整个连接结构
失效。
在拧紧螺母时,两个或者多个零件被压紧,零件自身被
压缩,就像弹簧的压缩变形一样,在螺母和螺栓与装配件之
间的接触表面零件自身会产生很大的力,这个力会使得螺栓
发生拉伸变形,经计算该应力是简单的轴向拉力的1.3 倍,
螺栓产生的拉应力超过材料的强度极限时,螺栓就被拉断了。
仅通过操作者的经验进行螺栓的紧固,对于批量生产的产品
是非常不科学的。对于长扳手拧紧小螺栓时,更应该注意预
紧力的大小,避免发生过度预紧的现象。