关于拧螺栓这件事,用什么方法拧?拧紧需要遵守怎么的流程?不是装配工人自己定的,而是设计师定义好的,用什么工具?怎么操作?都是有标准规范的。 拧螺栓这么简单的事情,怎么还定一个操作规范呢?设计师真的没事找事吗? 其实拧螺栓没有想象的那么简单,拧螺栓是为了使螺栓获得一个初始的预紧力,这个预紧是起什么作用的呢? 为什么要使螺栓获得一个初始预紧力呢,这要从螺栓连接的作用说起。 01 传递横向力或扭矩 螺栓预紧力使被连接件接触面之间产生压力,接触面之间压力越大,可传递横向力就越大。当接触面压力足够大时,横向力就全部由摩擦力传递了,螺栓仅承受预紧力,不再受剪应力和压应力了,螺栓的安全性就增加了很多,如图1。 02 密封作用 当螺栓连接用于压力管道或压力容器时,螺栓需要有足够的预紧力,起到密封作用,总的螺栓预紧力不能小于接触面间流体的压力,如图2。 03 防止结构开缝 一般受疲劳载荷的螺栓连接是不允许被连接件开缝的,一旦被连接件之间产生缝隙,螺栓拉力就会随着外拉力载荷的增加而快速增加,下图为螺栓拉力与外载荷的曲线图(如图3),我们可以看到,在曲线的前半部分,被连接件之间还没有开缝,螺栓拉力增长缓慢,被连接件开缝之后,螺栓拉力快速增加。 被连接件开缝后,螺栓的交变疲劳载荷幅值也会迅速增加,会大大缩短螺栓的疲劳强度。 螺栓拧紧从三个方面进行了分析,主要包括: 1.螺栓预紧后能够防止被连接件的开口分离,提高螺栓连接的疲劳强度; 2.防止被连接件的滑动,依靠摩擦力来达到被连接件抵抗外部载荷的作用,避免螺栓受到剪切载荷; 3.防止压力容器的内部压力泄漏。 以上三点,正好是VDI2230标准中计算螺栓所需预紧力的三个部分,也就是螺栓所需的最小的预紧力,从而设计出合适的螺栓规格和性能等级,从而最终确定螺栓的预紧力。