螺栓预紧力

螺栓预紧力简介:
所谓螺栓预紧力,就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。对于一个特定的螺栓而言,其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力有关。对于一个不确定的螺栓而言,一个螺栓可使用的最大预紧力与螺栓材料品种、螺栓材料热处理、螺栓直径大小等都有关系。   假设螺栓在压力容器密封端盖上起到密封预紧的作用,并且这个端盖上有均布同规格的若干只螺栓,那么,这若干只螺栓所能承受的最小预紧力之和必须大于密封容器中工质最高压力所产生的反作用力,否则压力容器端盖与器体之间的密封就无法保障。   在工程领域中,测定螺栓预紧力通常有一些技术方法。对于精度要求高的螺栓预紧力的测量,往往采取螺栓弹性变形量大小来测量并计算出预紧力大小。对于中等要求的螺栓预紧力的测量,通常选用力矩扳手(力矩扳手的种类目前较多,在此不作具体介绍),按照规定的力矩大小拧紧螺母即可。对于一般要求的螺栓预紧力测量,用的最多的方法就是根据手力拧紧螺母,便从此时开始,按规定要求用扳手拧转螺母若干个角(一个角为60度)来估测预紧力是否已经达到。
螺栓预紧力预紧的目的
预紧可以提高螺栓连接的可靠性、 防松能力和螺栓的疲劳强度,增强连接的紧密性和刚性。事实上,大量的试验和使用经验证明:较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的,特别对有密封要求的连接更为必要。当然,俗话说得好,“物极必反”,过高的预紧力,如若控制不当或者偶然过载,也常会导致连接的失效。因此,准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。
螺栓预紧力高强螺栓预紧力的计算方法
Mt=K×P0×d×10-3 N.m   K:拧紧力系数 d:螺纹公称直径   P0:预紧力   P0=σ0×As As也可由下面表查出   As=π×ds2/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径   ds=(d2+d3)/2 d3= d1-H/6 H:螺纹牙的公称工作高度   σ0 =(0.5~0.7)σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 (与强度等级相关,材质决定)   K值查表:(K值计算公式略)   摩擦表面状况 K值   有润滑 无润滑   精加工表面 0.10 0.12   一般加工表面 0.13~0.15 0.18~0.21   表面氧化 0.20 0.24   镀 锌 0.18 0.22 干燥的粗加工表面 0.26~0.3   σs查表:   螺纹性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9   σs 或σ0.2N/mm2 180 240 320 300 400 480 640 720 900 1080   As查表:   螺纹公称直径d/mm 3 3.5 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36   公称应力截面积As/mm2 5.03 6.78 8.78 14.2 20.1 28.9 36.6 58 84.3 115 157 192 245 303 353 459 561 694 817 法兰连接中螺栓预紧力及垫片密封性的研究 对压力管道法兰连接中螺栓的受力、预紧力的计算方法进行了分析,研究了垫片的密封性能,包括基本密封特性、压力-回弹特性、垫片的厚度和宽度效应。得出了法兰连接时,连接点的泄漏与螺栓预紧力、密封面状态、使用工况、垫片等有关的结论。
螺栓预紧力检测:
采用电阻应变计测量应力的方法,能准确的测量螺栓的预紧力的大小,可以精确到公斤。尤其更适合大型压力容器气密试验前的螺栓的预紧力的检测。

螺栓预紧力测量方法

目前螺栓预紧力可通过两种方法进行测量,一种是在螺栓与连接机构之间加载敏感元件即环形传感器,另外一种则是直接通过测力螺栓传感器进行测量,如上图,左侧为测力螺栓传感器,右侧为环形传感器。

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