豆丁施工编辑整理

虽说工地上有很多构件或者机械设备使用螺栓连接，但可能很多人并不了解螺栓连接紧固的原理，导致很多日常螺栓紧固的做法都是错误的，今天咱们就详细说说螺栓连接紧固到底是依靠原理完成的，如何正确紧固螺栓。

一、认识螺栓

1、螺栓的定义：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件。

2、螺栓的分类：

头部形状：六角头、圆头、方形头、沉头等；

螺纹长度：全螺纹和半螺纹；

螺纹牙型：三角形、梯形、管形等；

螺纹旋向：右旋和左旋

3、螺栓的规格：(GB/T 1237)

螺栓尺寸图

4、螺栓的螺纹规格决定了所使用扳手的规格(GB/T 4388)

5、螺栓的性能等级(GB/T 3098.1-2010)

螺栓的性能等级标号会印在其头部，一般用X.Y表示

X*100=此螺栓材质的公称抗拉强度值，单位：MPa

X*100*(Y/10)=此螺栓的屈服强度值，单位：MPa

性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级。

①高强度螺栓：指的是性能等级为8.8级及以上的螺栓，其材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火）

②普通螺栓：其余通称普通螺栓，可分为精制螺栓（A、B级：5.6或8.8）和粗制螺栓（C级），性能等级一般为4.6或4.8。

二、螺栓连接原理

1、螺栓连接：螺栓与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的元件，属于可拆卸连接。

螺栓连接类型，根据螺杆与通孔的配合程度可分为：

普通螺栓连接：装配后孔与杆间有间隙，结构简单，装拆方便，可多次装拆，应用较广

铰制孔螺栓连接：装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用

左图：孔比螺杆大0.5mm-1mm；右图：孔比螺杆大0.3mm-0.5mm

2、螺栓连接的工作原理

胡可定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变(单位变形量)之间成线性关系

3、螺栓连接受力分析(一)

螺栓抗剪连接：主要靠螺栓杆与孔壁互相挤压传力

螺栓抗拉连接：主要靠螺栓紧固后的预紧力

当被连接构件的刚度较大且螺栓对称布置时，则每个螺栓将平均承担作用在连接处的拉力；当被连接构件的刚度较小时，则连接处翼缘会发生弯曲变形，产生杠杆力。

4、螺栓连接受力分析(二)

除了剪切力和拉力之外，还会受到：振动、温度、侧向应力（风力、流量、压力等）、负载的改变等其他的一些作用力

三、螺栓紧固方法

1、螺栓紧固方法有三种：

①扭矩紧固法：其原理是扭矩大小和轴向预紧力之间存在一定关系。该紧固方式操作简单、直观，目前被广泛采用

②转角紧固法：旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致成比例关系，因而可采取按规定旋转角度来达到预定拧紧力的方法

③屈服点紧固法：理论目标是将螺栓拧紧到刚过屈服极限点

2、扭矩紧固法

通过旋转紧固件的螺母部分来对紧固件施加预紧力

所施加的力矩符合5-4-1规则

螺栓紧固顺序原则

按先中间、后两边、对角、顺时针方向依次、分阶段紧固

一般分两段紧固：第一步拧50%左右的力矩；第二步拧100%的力矩

螺栓末端应露出螺母外1~3个螺距

四、螺栓使用注意事项

1、准备螺栓装配前

应检查螺栓、螺母是否干净、生锈，有无毛刺、磕碰；

检查被连接件与螺栓、螺母接触的平面，是否与螺栓孔垂直；

还应检查螺栓与螺母配合的松紧程度。

2、螺母和平垫圈装配时，螺母和垫圈均反面靠近被连接件

螺母标有字样的一面为正面，垫圈圆滑一面的为正面。

3、施力操作要领(仅供参考)：

4、螺栓连接的防松，关键在于防止螺纹副的相对转动，常见的螺栓放松方法有三种：

①摩擦防松

弹簧垫片防松

双螺母防松

自锁螺母防松

②机械防松

开口销防松

止动垫片防松

③永久防松

冲边法防松

粘合防松

5、螺栓拆卸常见问题

①拧松管道、阀门的法兰盘螺栓时：

应先松远离身体的一半螺栓，使残存的油、汽、水从对面排出，以防被喷淋、烫伤。

②螺栓有胶水拧不开的情况：

大多数胶水是有机溶液，可以用香蕉水或酒精浸泡半个小时，或用酒精棉花盖在螺栓上，时间长点，就可将胶水溶解。

③螺栓生锈拧不开的情况：

喷WD-40，等半小时后，喷雾会渗透到螺栓中间溶解锈块。

其他方法：震动、润滑、火烤、电钻。

④螺栓滑牙拧不开的情况：

可用腐蚀性溶液，把螺栓慢慢腐蚀掉，如稀硫酸、盐酸。

金属用酸，塑料用碱。

6、螺栓使用常见误区

①以粗代细：

一些重要联接件，如传动轴、飞轴等，其螺栓多用细牙螺纹。

细牙螺栓螺距和外角较小，具有强度高、自锁性能好等优点，承受冲击、振动和交换载荷的能力强。

用粗牙螺栓代用后，易松动或脱、拆断，造成事故。

②孔隙不配：

承受横向载荷和剪切力作用的螺栓（如传动轴螺栓、飞轮螺栓），它们与螺栓孔的配合为过渡配合，装配应结实可靠，又能承受侧向力。

在装配中若不注意检查，螺栓与螺栓孔之间出现较大间隙时仍然安装，结果有可能发生螺栓松动或切断事故。

③加厚螺母：

错误观点：加厚螺母可以增加螺纹的工作圈数，从而提高联接件的可靠性。

其实螺母越厚，各圈螺纹间的载荷分布越不均匀，越容易导致连接件松动。

④一母多垫：(≥2个)

有时会出现装配后的螺栓过长现象，于是有人便在一个螺栓上装上许多弹簧垫圈。

在紧固过程中弹簧垫圈受力不均，有的会折断，使螺栓的预紧力下降。

或者产生偏心载荷，降低了螺栓的连接可靠性。

⑤垫圈过大：(GB/T 97.1-2002 表1中M5~M36：垫圈内径大于螺纹大径0.3mm~1mm)

错误做法：由于缺少合适的垫圈，便用内径较大的垫圈代替。

这样螺栓头部下面与垫圈接触面积小，垫圈的承压力或锁止力下降，在振动和冲击载荷作用下，螺栓易松动。

⑥扭矩不符：

错误观点：认为螺栓应“宁紧不松”，于是便有意识地加大螺栓的拧紧力矩。

造成后果：导致螺栓滑扣，甚至拧断。

错误做法：对于需用扭矩拧紧的重要螺栓，又图省事用活动扳手去拧。

造成后果：因扭矩不足而松动，酿成故障。

⑦锁止不当：重要螺栓装配后应采取防松装置锁止

采用开口销锁止时，常见的错误是用过细的开口锁或半片开口锁锁止。

采用弹簧垫圈锁止时，常见的错误是垫圈开口错距过小，失去弹性。

采用锁片锁止时，常见的错误是将锁片锁在螺母的棱角处。

采用双螺母锁止时，常见的错误是将较薄的螺母装在外面，而且拧得不紧。

⑧虚假坚固：

螺栓、螺母或孔的螺纹内有锈渍、水垢、铁屑、砂粒、毛刺等。

装配前予以清除，在拧紧螺栓时，由于杂质的阻滞作用，表面上扭矩值达到了要求，但实际上连接件并未真正压紧。

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