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怎样选用螺丝紧固件和使用方法


紧固件选用原则及方法 众所周知,只有通过紧固件才能把各种零件部件连接紧固构成主机的。然而在主机设计过程中,有的设计往往把主要精力用在机械设备的结构、功能、寿命或者开动率等方面,直到最后才考虑连接和紧固件的选用问题。这也许是已经过去的事情了,但这种事情无须实存在。这种选型方法,也是在发生很多机械和人身事故后,才逐渐引起人们的重视的。 在实际应用选用中,选用合适的紧固件品种规格、精度、级别是非常重要的,这是在前人付出命和血的代价才换来的经验。 选用紧固件时,首先从国家标准的品种规格中选项用,然后在行业中选择,不得已时,再按主机特殊需要进行设计。而在诸项要求中,防松和防止断裂是两项主要考虑的条件。 上世纪80年代,美国密执州,当地报纸登载一篇消息称;该州每周约有3~4起汽车驾驶失控而造成伤亡,人们怀疑这些驾车者睡着了或喝醉了。后来对他们曾驾驶过后,汽车的机械部分进行了检查,发现在80%紧固件松动,包括:前悬架、后悬架和吸震器上的螺栓和螺母,而这些装置对汽车的控制是至关重要的。报告还指出,在传动装置、差动系统、发动机摇臂盖、催化转换器以及车身金属构件等机械部件上,螺栓和螺母也有松动情况。1986年一架客机尾部后段在飞行中坠落造成532人死亡的空难事故,其后对各国同样的飞机尾部进行了调查,发现有螺母松脱和螺栓断裂情况,出现这种情况,首先可能是飞机尾部的应变超过了紧固件所能承受的紧固力,其次,还发现啮合螺纹牙侧间出现的内部位移。 紧固件的松动是一个普通性的问题。一把剪刀只有一个紧固件,如果松动了,也只有紧上才能继续用,可是一架大型飞机可能有30万只紧固件,出了问题也就不得了。 工业发达国家工业界人士已认识到;没有什么问题比紧固件更使工业界困扰的,而无论哪一个问题都没有比解决紧固件问题更重要,这是他们亲身体验。所以就存在一个“如何去选择”即安全、又适用并节约的紧固件。 一、 根据紧固件不同的特点选用 紧固件的应用遍及国民经济各领域,按照紧固件各自的用途和主机的不同,应用形式也各有差异,下表汇总了一般紧固件的类型及特点。 紧固件类型众多、特点各异,有众多的专业化生产企业,首先要了解国内紧固件生产和质量情况,如生产的紧固件品种、规格和各种产品的特殊用途,以及部优、国优产品,骨干企业的名牌新产品或新、优、特产品,这些产品应该项优先选用的同时,要优先选用名、优新、特紧固件产品。 二、 应以适用的节约原则选型 应根据紧固件的特点进行选型。紧固件虽小,但却是多种多样的,按大类就有十二大类,400多个品种,仅螺栓、螺钉类就有32小类近百个品种,杆部的末端类型也有10个类。如此庞大的紧固件家族成员,不可能一一可绍,应本适用节约的原则进行选型,现以头部类型为例进行选型。 1、六角头,这类产品中还中带台、带孔、带凸台、带法兰面形工,该类并没有形有较高的力学性能,便于扳手拧紧,可施加较大的拧紧力矩,应用较广,支承面带凸如或法兰面,具有垫圈作用,增大承压面,有较好的防松性能,可用于钢结构件及重要主机结构的连接。 2、方头,头部面积大,便于扳手拧紧转动,可施加样大的拧紧力矩,而不易拧秃,多用于比较粗、经常拆装的结构上,但不宜用于运动的部件。 3、盘头,头部尺寸,头部有一字槽等,便于工具施拧,多用于低强度、低施拧力矩的产品,一般用于家用电器等尺寸不大的主机产品,规格多在MIO以下,M6以下用的更多。 4、半圆头,扁圆头,方颈和带榫的作用是固定的螺杆,而旋拧螺线装是行紧固金属件的连接。开槽的半圆头螺钉多用于空间较小的受力不大的场合。而扁圆头多用于薄壁零件板结构的联接与固定。 5、沉头、半沉头,主要用于主机平面要求平滑,外形美观或内部结构不允许螺栓头部凸出的部位,有的头部下面有方颈或榫,可防止旋转螺母时转动。头部有一字槽、十字槽其直径规格都较小,一般直径d多在M10以下。 6、内六角头和花形角头,其作用和使用场合同沉头的作相同,但强度和拧紧力矩都比沉头。 三、依据固件的综合水平进行选型紧固件型繁多,品种多样。 根据紧固件的头部形状、杆部末端形状;原材料品种、成分、性能;螺纹类型号、公差;产品的热处理、表面外理;精度等机械性能等各方面,结合主机精度、环境温度高低等进行综合分析考虑进行设计选型。 1、对紧固件的杆部末端选型,其末端有:搓制形成末端、倒角端、锥端、截锥端、平端、凹端、圆柱端、刮削端、断颈端、尖端等10多种。这些汪同的端部用途是;一般用途只考虑拧入顺利,不损坏螺纹即可。而锥端、圆柱端等主要是紧定螺钉采用,可用于转动零件的定位和增大传递载荷能力等。刮削端和尖是自攻螺钉和自钻螺钉的末端。断劲端是扭剪型高强度螺栓的末端。选用时可根据不同情况选用不同的品种。 2、对螺栓、螺钉、螺母等级的选型,一般正常使用的螺栓、螺钉、螺母分为A、B、C三个精度等级,A级最精密,B级次之,C级是粗糙级。连接精度要求度,受冲较大,振动或变载荷的重要主机应选用A级。厂房等钢结构连接可选用C级。 3、对有不同原材料制造的紧固件选型,紧固件村料是连接选型的重要环节,大至要满足以下三个方面。 1)所选材料就满足使用要求,即材料的力学性能如:静强度、疲劳强度、刚度、屈服点(屈服强度)、蠕变极限和持久强度 ,以及质量等应能满足联接的性能要求; 2)所选材料应在制造的各个价段满足最小劳动量的要求,即使加工和装配,有良好的工艺性; 3)所选材料应满足经济的要求,即材料费用最低,除材料本身价格外,还应考虑到有关消耗,如仓储与运输费用等。 选择材料时还需注意螺栓与螺母材料的匹配,螺钉与被联接件材料的匹配。一般情况下,螺栓、螺母不使同一牌号材料,螺母材料的性能略低于螺栓材料,两者硬度宜等差20~30HBS。 螺纹紧固件使用的材料有三大类,即钢,非铁金属和非金属,常用材料特点及、选项用见表2。 4、对不同表面处理方法的选项,选用紧固件表面处理方法是紧固件加工艺的最后一道工序,也是选型过程中综合考虑的一个方面。总计有以下7种下处理方法。供选用。详见表3 随着经济的快速发展和社会的进步,对连接的研究、设计、制造和选型已成一门专门的科学,而紧固件的连接则是机械连中体系最大、品种最多和应用最广的连接形式。因此对紧固件的选用不是没有什么可研究的,而是大有文章可作。 随着经济的快速发展和社会的进步,对连接的研究、设计、制造和选型已成一门专门的科学,而紧固件的连接则是机械连中体系最大、品种最多和应用最广的连接形式。因此对紧固件的选用不是没有什么可研究的,而是大有文章可作。
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