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常用螺栓紧固一致性的研究及应用


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 常用螺栓紧固一致性的研究及应用 作者:郑凌冰 孙国峰 来源:《科技创新与应用》2013 年第 26 期 摘要:螺纹拧紧程度关系到螺栓联接的可靠性,论文从螺纹联接受力原理、联接经济性、 安装工具精度等方面研究分析了螺栓紧固性能的可靠性以及评估标准。 关键词:螺栓;紧固力;可靠性 前言 螺栓是用量很大的工程应用中的关键联接件,应用于机械设备、车辆船舶、铁路桥梁、建 筑结构、航空航天等领域,螺栓作为连接件已被广泛使用。目前联接过程中常用安装方法是使 用扭矩扳手、气动、液压、电动扳手,同时按扭矩推算出螺栓的轴向预紧应力。为了保证螺纹 联接良好性能,实践中应根据实际工况合理选用螺纹的可靠性,一种能直接、准确考虑螺栓紧 固性能的方法具有十分重要的意义。实践证明,间接控制螺栓轴力的方法一种常见方法,在实 际工程应用中,载荷的不同会影响螺纹联结中摩擦力,导致预先设定的施拧安装扭矩不能精确 地得到规定的螺栓应达到的轴向载荷。工程实践中,通过扭矩、角度值来控制螺栓紧固轴向载 荷这种方法,由于简单实用、成本低廉的优势,在一些非特种状态螺栓联接应用中仍被经常使 用,而预紧应力控制的评估是考虑可靠性问题的关键。 1 联接经济性 工程实践中大量使用的螺栓联接是常用机械联接中的关键基础件,经济因素是在使用不同 的方法紧固中需要考虑的重要因素。扭矩法比应变片法和转角法的使用成本较低,同时扭矩扳 手可以不断反复使用,安装中可以方便实施。而螺栓伸长法需要使用一定精度的设备,其使用 的成本会相对提高。 2 精度控制与因素 因为控制方式主要依靠人的经验和扭矩扳手的精度,扭矩扳手的人工拧紧螺栓的拧紧方式 中精度最低,国内工程实践中的扭矩扳手精度欠佳,加上其他不确定因素,实际得到的精度可 靠性会更差。若使用较高精度的螺栓伸长量法,精度会有比较好的改善,实际应用中如方法得 当,可以保证控制精度在可控范围内。常用紧固方法的精度比较表如表 1 所示: 3 结束语 螺栓本身的特性和施拧的工具精度与螺栓拧紧的一致性相关。在螺栓本身性能稳定的情况 下,如采用拧紧精度高的工具和技术,螺栓的拧紧一致性就越好,相反则越差。螺纹拧紧控制 的方法目前主要采用扭矩法、应变片法、扭矩转角法、螺栓伸长量法等。由于螺栓伸长法难以 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 在工程实践中严格实施,没有在工程实践中普遍应用。扭矩转角法可以尽可能多的考虑螺纹螺 旋力,而且有螺旋力分布较小的特点,近年来在车辆工程和一些相对重要联接场合所采用,在 很多汽车制造企业中的发动机装配线,轴承盖、缸盖、机油滤清器支架等关键螺栓连接等场合 中已广泛使用。应变法由于使用麻烦,稳定性不好,仅适合于小批量检测,目前已经逐渐被其 他方法所取代。扭矩法使用方便简单,由于精度低,在重要联接场合一般不建议使用。 参考文献 [1]姜招喜.紧固件检验手册[M],第一版.北京:中国计量出版社,2010. [2]刘镇清.超声波应力测试技术[J].实用测试技术,1996(3):31-32. [3]熊波.基于超声波的 PC 轨道梁支座锚固螺杆健康监测研究[D].重庆大学,2005. [4]JOSHI S G,PATHARE R G.Ultrasonic Instrument for Measuring Bolt Stress. Ultrasonics.1984. [5]孙国峰.基于超声波技术的螺栓紧固轴力测量应用研究 [D] .浙江工业大学,2012. [6]王琦.基于振动多特征的

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