(4)螺纹连接的拧紧力矩和预紧力控制
绝大多数螺纹联接在装配时都要预紧,目的在于增强连接的刚性、紧密性、防松能力及防止受横向载荷连接的滑动。拧紧时扳手力矩适用于克服螺纹副的螺纹阻力矩及螺母与被联接件(或垫圈)的支撑面摩擦力矩。这种在螺栓工作载荷之前受到的力称为预紧力。预紧力的大小则根据螺栓组受力和连接的工作要求决定。一般规定拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得大于其材料屈服点的80%。预紧力大小及转角是根据材料力学中的螺栓伸长量与预紧力的关系(称之为虎克定律)计算出来的。
螺栓、螺母的预紧控制方法主要有力矩法、转角法、螺栓伸长量控制法、拉伸法等。下面简单介绍几种常用的方法。
①力矩法:力矩法是经常应用的预紧力控制方法,预紧力控制精度的控制误差为±25%,这种对于预紧力要求不高的场合经常运用,预紧力矩一般参照JB/T5000.10-2007选用。
②转角法:目前转角法在特别主要的螺栓连接系统中使用极为普遍,特别是汽车行业。这种预紧力方法预紧力精度较高能够达到±15%以内。
③液压拉伸器方法:该方法通过液压拉伸器拉伸螺栓长度,然后拧紧螺母后除去外力,达到设计规定的预紧力要求,这种方法一般应用于柴油机和大型大功率内燃机。预紧力精度可达到±5%。
这里要说明一点,过去我们在预紧螺栓或螺帽时,经常采用分3次且每次达到多少扭力(力矩法),而现在更多采用分3次每次旋转多少角度来控制预紧力(转角法),因为这种做法可以达到较高精度的预紧力。在利用螺栓长度来控制预紧力时,螺纹的旋合长度直接影响到预紧力矩的大小。
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