眾所周知,螺栓在重要的螺栓位置的連接處需要擰緊,這種擰緊具有定量評價指標,即,擰緊扭矩(或角度等),不同的螺栓在不同的應用中,擰緊扭矩是不同的,即使螺栓規格相同,也不同。廠家、精密、潤滑塗層,都需要擰緊。所要施加的螺栓擰緊扭矩也不同,因為在螺栓設計中,要得到螺栓的預緊力,擰緊螺栓只是實現螺栓預緊的一種方式,施加預緊力是改善螺栓疲勞壽命的重要目的。螺栓。預緊力為什麼會增加螺栓的疲勞壽命?
首先了解一下影響螺栓疲勞壽命的因素有哪些?材料疲勞強度、螺栓受的交變應力幅值、平均應力、應力循環的頻率。對於相同的特定的應用場合,在不改變螺栓規格的情況下,要想延長螺栓的疲勞壽命,只能是降低交變應力幅值或者降低平均應力。
再看看螺栓分別在擰緊和非擰緊情況下,承受相同的外載荷時,螺栓力分別是多少。
1. 當螺栓沒有施加預緊力時(僅僅各連接面貼實)
這種工況下,由於螺栓預緊力很小,當工件受拉力時,工件連接面相互分離,拉力、螺栓力、撬力形成槓桿平衡力系,螺栓力隨著外力的增加而成比例的增加。這種情況下拉力和螺栓力的對應關係如圖2-曲線2.
螺栓力隨著外力的增加而上升明顯。
1. 當螺栓施加預緊力時
這種工況下,由於螺栓預緊力足夠大,當連接面間承受壓力,當工件受拉力時,工件連接面間的壓力開始減小,當拉力達到一定程度時,連接面間壓力為零,並開始相互分離,在此之前螺栓力變化緩慢,此後拉力、螺栓力、撬力形成槓桿平衡力系,螺栓力隨著外力的增加而成比例的增加。這種情況下拉力和螺栓力的對應關係如圖2-曲線1.
從圖中可以看出,當螺栓連接受到0~T的交變載荷時,如果螺栓沒有擰緊,則螺栓力的範圍會發生很大變化。當螺栓按設計扭矩擰緊時,螺栓連接在相同的0~T交變載荷作用下,螺栓受力變化範圍較小,對螺栓的疲勞壽命影響較大。螺栓應力變化範圍越小,疲勞壽命越長。為了減小螺栓力變化的範圍,經常需要確保螺栓連接在外部載荷下不會分離。同時,為了保證螺栓在極限載荷下,螺栓不會斷裂,螺栓預緊力不能大於一定值,合理的設計螺栓預緊力,可以使螺栓材料的利用率最大化。
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