在紧固过程中如何考虑扭力因素?

在紧固螺栓连接过程中如何考虑扭力因素?

扭力是施加紧固扭矩时使螺栓受到的扭转力。螺栓拧紧后,会因为预载荷而受到拉伸应力,同时也会因为螺纹摩擦而受到扭转应力。扭力产生剪切应力,它垂直于螺栓的圆形截面半径。

螺栓的设计可使其在屈服之前承受一定的应力(N/mm2),亦即材料的屈服强度。扭力可增加螺栓所受的总应力,可使其在一个低于预期的预载荷之处破裂;扭转应力越大,可引入的拉伸应力越小。因此,在设计螺栓连接时,重要的是不单要考虑拉力,还要考虑扭力,从而使螺栓在不屈服的前提下承受最大的轴向载荷。

预测扭转应力可用以下两种方法:

  • 按照国际标准和建议来计算。
  • 考虑使扭转应力为总应力的15%。但就螺纹摩擦而言,这个经验值可在10%(如紧固件有润滑的话)至20%(干燥环境下)之间调整,若是使用基于摩擦的制锁紧固件,该值可再调高一些。

因为扭力产生于螺纹摩擦,所以只需给紧固件的螺纹上润滑油,便可减少扭力。还有一些紧固方法是利用液压装置或者特种螺母来进行螺栓拉紧。由于螺纹之间不发生旋转运动,故可完全消除扭力,并获得更高的轴向拉力,而不会产生螺栓屈服的风险。

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