螺栓螺母紧固原理讲解
螺栓螺母紧固原理讲解[优质ppt]
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金属缠绕垫片(SWG) 广泛应用于高温、高压的环境，不同的设计、金 属和非金属材料的组合能使之应用于多种不同场 合，抗腐蚀、抗有毒物质能力较强 .
环状金属垫片(RTJ) 最初应用于石油石化行业，适用于高温、高压的应用， 例如石油挖掘开采、阀、管道、高压反应容器
软式垫片(CNAF) 主要用于较低的压力和温度环境，例如水管、发 动机等
概述
任何两个用螺纹连接的部件
连接部件
和
螺栓和螺母
的
功能和工作原理
连接部件和工作原理
连接部件 连接部件中间放入垫片 用螺栓使部件连接在一起
连接部件和工作原理
压力 压力
螺栓被正确紧固
部件之间产生夹紧力
垫片被压紧， 并在连接件之间起到 密封效果
使连接件分离的作用力
除了内部的载荷，连接件可能会承受更多的分离载荷，它们包括 但也不局限于：
轻型润滑油
5
mu = 0.15
扭矩紧固
50% 螺母支撑面的摩擦力
10% 有用的螺栓残余应力 （极端情况，一般为30%)
40% 螺纹之间的摩擦力
扭矩紧固 – 润滑
摩擦点
在螺纹上涂上 润滑剂
在螺母表面使 用润滑剂
仅在螺柱/螺栓紧固部分的尾部
扭矩紧固 – 润滑
螺栓残余应力 (Tons)
11
使用钼润滑脂
10
mu = 0.1
9
8
7
6
特殊垫片设计 绝缘垫片，能够抗腐蚀。它们大多也能抵御油、气管 道中的杂散电流，增加连接件阴极保护的有效性，减 少电解腐蚀
螺栓原理
小结:
螺栓连接的应用并不只限于管道 螺栓在部件连接面产生压紧力 螺栓的工作原理是被拉伸然后回缩 螺栓仅在弹性范围内工作。不同材料的螺栓的强度性能会有所区别。
螺栓 原理
螺栓原理
螺栓是一种常见的机械连接件，用于连接两个或多个零件，通过外力将螺母拧紧实现固定。
它的原理可以分为以下几个方面：
1. 原理一：摩擦力
螺栓和螺母之间的连接通过摩擦力来实现。
当螺栓和螺母被拧紧时，由于其表面粗糙度，螺栓和螺母之间会产生一定的摩擦力，使它们无法相对滑动，从而固定住被连接的零件。
2. 原理二：拉伸力
当螺栓和螺母被拧紧后，通过外力施加在螺栓上，螺栓受到拉伸力的作用。
这种拉伸力会使螺栓和螺母之间产生一种相反的表面压力，从而增加了连接的紧密度。
3. 原理三：分散载荷
螺栓连接的零件通常承受着各种载荷，如拉力、剪力、扭矩等。
螺栓连接可以将这些载荷分散到被连接的零件上，使其均匀承受力的作用，从而提高连接的牢固度和稳定性。
4. 原理四：防松功能
螺栓连接还具有防松的功能。
当螺栓被拧紧后，由于螺栓和螺母之间的摩擦力和拉伸力的作用，使其难以自行松开，从而保证了连接的可靠性。
综上所述，螺栓的原理主要包括摩擦力、拉伸力、分散载荷和防松功能等。
它们共同作用，使螺栓能够实现可靠的连接，广泛应用于机械、建筑、汽车等领域。
螺栓的工作原理
螺栓的工作原理一、概述螺栓是一种常见的连接件，用于连接两个或多个零件。
它通常由螺杆和螺母组成，通过将螺母旋紧到螺杆上来实现紧固效果。
本文将详细介绍螺栓的工作原理。
二、螺杆的结构1. 螺纹螺杆的主要结构是其螺纹。
它通常由一系列沿着轴向排列的凸起部分和凹陷部分组成。
这些凸起部分称为“牙”，而凹陷部分称为“槽”。
当两个相同方向的牙齿相互接触时，它们就会形成一个完整的旋转表面，这个表面被称为“螺纹”。
2. 材料大多数螺杆都是由金属制成，例如钢、铜或铝合金。
这些金属具有高强度和耐磨性，因此非常适合作为连接件使用。
3. 直径和长度除了其螺纹之外，另一个重要的特征是其直径和长度。
直径决定了它能够承受多大的力量，而长度则决定了它能够穿过多少材料。
三、螺母的结构1. 螺纹螺母的主要结构也是其螺纹。
与螺杆类似，螺母的螺纹由一系列凸起部分和凹陷部分组成。
2. 材料螺母通常也由金属制成，以确保其具有足够的强度和耐磨性。
3. 外形除了其螺纹之外，另一个重要的特征是其外形。
大多数螺母都是六边形，这使得它们可以轻松地使用扳手或扳手进行旋转。
四、紧固原理当一个螺栓被插入两个零件中时，它将通过一个或多个孔穿过这些零件。
然后将一个或多个螺母旋紧到它上面。
当旋转第一个螺母时，它会沿着整个长度移动，并且在移动过程中会将第二个零件拉向第一个零件。
这种拉力被称为“预紧力”。
预紧力对于确保连接件保持牢固非常重要。
如果没有足够的预紧力，则连接件可能会松动，并且在使用过程中可能会出现故障。
五、松动原理在某些情况下，连接件需要经常拆卸和重新连接。
在这种情况下，螺栓的松动原理就变得非常重要。
如果螺栓过紧，则需要施加大量力才能将其旋转并解除连接。
如果螺栓过松，则连接件可能会松动。
为了解决这个问题，通常使用锁紧螺母或锁紧剂来确保连接件不会松动。
锁定螺母具有类似于弹簧的结构，可以提供额外的压力来确保螺母不会松动。
锁紧剂是一种涂料或胶水，可以填充螺纹并提供额外的摩擦力来防止松动。
拧紧技术原理及应用介绍
拧紧技术原理及应用介绍拧紧技术是指通过施加力矩将螺纹连接件（如螺栓、螺母等）固定在一起的工艺和方法。
它广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、船舶、建筑等各个行业中。
拧紧技术的原理是利用预紧力，即把螺栓与螺母的一侧转动，使其产生正向或反向的力，在力矩的作用下，使螺纹连接件互相牢固地连接在一起。
拧紧技术的概念包括一系列参数，如加矩、螺纹粘接、拉伸控制等。
首先，拧紧技术的主要参数是加矩。
在拧紧过程中，螺栓和螺母需要施加的力矩，称为加矩。
加矩是拧紧力和转动角度的乘积，表示了螺纹连接部件的受力情况。
一般情况下，加矩的大小与预紧力呈正相关关系，即加矩越大，预紧力越大。
其次，拧紧技术还要考虑螺纹粘接。
螺纹粘接是指在螺栓和螺母连接过程中，由于摩擦力和变形等因素，使之产生一定的阻力，从而防止连接部件松动。
螺纹粘接需要合理控制加矩的大小，以确保连接部件既不会松动，也不会损坏。
最后，拧紧技术还需要考虑拉伸控制。
拉伸是指螺栓或螺母在连接过程中产生的拉力。
拉伸受力状态对螺纹连接的稳定性和可靠性起着重要影响。
在拧紧过程中，需要控制螺栓或螺母的拉伸量，以确保其在工作过程中不会发生断裂。
拧紧技术的应用非常广泛。
首先，在机械制造领域，拧紧技术应用于各种各样的螺纹连接件，如螺栓、螺母、螺旋桨等。
通过合理的拧紧技术，可以确保机械设备的正常运行和安全性。
其次，在汽车制造领域，拧紧技术用于汽车组装过程中的各种连接件。
如引擎的连接螺栓、底盘的固定螺栓等。
通过科学的拧紧技术，可以保证汽车的性能和安全性。
现在汽车生产线上已经广泛应用了自动拧紧技术，提高了生产效率和质量。
再次，在航空航天领域，拧紧技术被广泛应用于飞机的制造和维修过程中。
飞机的安全性和可靠性非常重要，连接件的拧紧紧固强度必须得到严格控制。
因此，拧紧技术在飞机制造中起着至关重要的作用。
最后，在建筑领域，拧紧技术用于建筑结构的连接，如钢结构中的螺栓连接。
拧紧技术的应用能够保证建筑结构的稳固性和安全性，提高建筑结构的抗震性能。
螺栓螺母紧固原理讲解
影响因素
接触面的粗糙度、润滑条 件以及紧固力大小都会影 响摩擦力的大小。
弹性变形与塑性变形阶段分析
弹性变形阶段
01
在初始紧固阶段，螺栓和螺母主要发生弹性变形，此时卸载后
变形可恢复。
塑性变形阶段
02
随着紧固力的增加，螺栓和螺母逐渐进入塑性变形阶段，此时
卸载后变形不可恢复。
影响因素
03
材料性质、紧固速度以及温度等因素都会影响弹性变形和塑性
变形的程度。Βιβλιοθήκη 预紧力与松弛现象探讨预紧力概念
预紧力是在紧固过程中施加在螺栓上的初始拉力，用于保证连接 的紧密性。
松弛现象
长时间使用后，由于振动、温度变化等因素，螺栓连接可能会出 现松弛现象，导致预紧力下降。
影响因素
材料蠕变、振动幅度、温度波动以及紧固件的松紧程度等都会影 响松弛现象的发生和发展。
04 影响紧固效果因素剖析
紧固件作用
紧固件在机械设备中起到传递载 荷、保持零件间相对位置以及防 止松动等重要作用。
常见紧固件类型与特点
螺栓连接
螺钉连接
由螺栓、螺母和垫圈组成，通过螺栓的旋 转和螺母的锁紧实现紧固，适用于承受较 大载荷和需要经常拆卸的场合。
利用螺钉直接旋入被连接件的螺纹孔中， 实现紧固连接，适用于连接厚度较薄的零 件。
垫圈
指垫在被连接件与螺母之间的零件。一般为扁平形的金属环，用来保 护被连接件的表面不受螺母擦伤，分散螺母对被连接件的压力。
受力特点及传递方式
受力特点
在紧固过程中，螺栓受到预紧力的作用，此力通过螺栓的轴 向拉伸产生。预紧力的大小直接影响连接的紧固效果和可靠 性。
传递方式
预紧力通过螺栓的轴向拉伸传递到被连接件上，使被连接件 之间产生压紧力，从而实现紧固连接。同时，由于螺栓和被 连接件之间的摩擦作用，预紧力还能产生一定的防松效果。
紧固器原理
紧固器原理简介紧固器是指用于连接和固定物体的装置，广泛应用于工程领域和日常生活中。
本文将详细探讨紧固器的原理，包括紧固器的分类、使用原理以及常见的紧固器类型和应用。
紧固器分类机械紧固器机械紧固器是指通过机械原理实现连接和固定的装置，主要包括螺栓、螺钉、螺母、垫圈等。
1.螺栓：螺栓是一种带有螺纹的固定连接件，通常带有一个螺纹孔和一个可旋转的螺母。
螺栓的原理是通过螺纹的形状，使其与螺母相互咬合，从而实现紧固效果。
2.螺钉：螺钉与螺栓类似，也是一种带有螺纹的连接件，不过通常没有螺母，可以直接固定在物体上。
螺钉也是通过与物体的螺纹孔相互咬合来实现紧固效果。
3.螺母：螺母是一种带有螺纹孔的连接件，用于与螺栓或螺钉配合使用。
螺母的原理是通过与螺栓或螺钉的螺纹相互咬合，实现紧固效果。
4.垫圈：垫圈是一种圆盘状的紧固件，通常用于在螺栓、螺钉和螺母之间增加接触面积，分散紧固力，防止松动和破坏。
粘合剂紧固器粘合剂紧固器是指通过粘接剂将物体连接在一起的装置，主要包括胶水、胶带、胶囊等。
1.胶水：胶水是一种液态的粘接剂，通常通过涂布在物体表面，待胶水干燥后，物体就会紧密粘结在一起。
2.胶带：胶带是一种具有粘性的带状物，通过将其贴在物体上，胶带上的胶层可以将物体紧密粘合在一起。
3.胶囊：胶囊是一种装有胶粘剂的小容器，通常是两个容器分别装有胶粘剂的两个组成部分，通过将两个容器内的胶粘剂混合在一起，再涂布在物体表面，达到紧固效果。
力学紧固器力学紧固器是指通过力学原理实现物体连接和固定的装置，主要包括钳子、夹子、卡簧等。
1.钳子：钳子是一种具有两个可移动夹持部分的工具，通过收缩或展开钳口来夹住物体，并实现紧固效果。
2.夹子：夹子是一种具有两个可夹持部分的装置，通过调节夹子的位置和张力来实现物体的连接和固定。
3.卡簧：卡簧是一种弹簧形状的紧固器，通过其弹性来实现物体的夹持和固定。
紧固器使用原理不同类型的紧固器有不同的使用原理，但整体来说，紧固器的使用原理可以归纳为以下几个方面。
螺纹连接防松的原理
螺纹连接防松的原理螺纹连接防松的原理是通过起到自锁作用的力矩，使得螺纹连接中的螺母紧固在螺栓上，防止其自行松动。
主要有以下几个方面的原理：1. 摩擦力原理：螺纹连接中，螺纹的外侧滑动摩擦力能够产生一定的摩擦力矩，使得螺纹连接更加牢固。
螺栓与螺母之间的接触面是通过摩擦而不是直接的接触，因此摩擦力的大小直接影响着螺纹连接的牢固性。
2. 形状力锁紧原理：螺纹的形状通常是螺旋状的，螺栓和螺母之间的螺纹相互契合，形成形状力，增加了连接的摩擦力和锁紧力。
螺纹连接的结构设计使得螺纹在紧固过程中产生轴向力和切向力，通过形状力的牵引作用，使其在螺纹连接中形成自锁效应。
3. 压力力锁紧原理：螺纹连接中紧固过程中的压力力锁紧原理是指由于螺母在螺纹连接过程中受到一定压力，使其产生一定的压力力矩，从而达到紧固松动的效果。
紧固力的大小取决于螺纹直径、螺纹参数和材料强度等因素，借助于这种压力力锁紧原理，螺纹连接能够在一定程度上防止松动。
4. 螺距角自锁原理：螺纹连接中，螺栓和螺母之间的螺纹具有一定的螺距角，通过这一角度的设计，使得连接时形成自锁效应。
螺纹的螺距角决定了螺母在受到外力时所产生的预紧力和锁紧力，通过合理设计螺距角可以提高螺纹连接的可靠性和防松能力。
5. 预紧力原理：螺纹连接的紧固过程中，施加预紧力可以达到一定的防松效果。
预紧力是指在螺纹连接中施加在螺栓上的力，通过合理地施加预紧力，使得连接中产生高于运行力的紧固力，从而提高连接的抗松动能力。
综上所述，螺纹连接防松的原理主要包括摩擦力原理、形状力锁紧原理、压力力锁紧原理、螺距角自锁原理以及预紧力原理。
这些原理通过相互作用，在螺纹连接中形成自锁效应，使得螺母紧固在螺栓上，从而防止松动，保证连接的牢固性。
螺母锁紧方式
螺母的锁紧方式“ 螺母的锁紧方式主要有不可拆卸式、依靠增大摩擦力、机械固定等多种方式来起到防松止动的作用，其中依靠增大摩擦力来起到锁紧作用的螺母广泛应用于各个行业。
在正式介绍螺母的锁紧作用之前，我们首先了解下摩擦力在螺纹紧固中的重要力学作用。
”一、斜面原理-螺纹紧固件原理螺纹紧固件的基本力学原理借用了斜面原理，它展示出了摩擦力对螺纹紧固的重要意义。
斜面原理：假设一个物体置于水平面呈β角的斜面上，我们将沿斜面方向推动这个物体，若此斜面为光滑表面，即不考虑摩擦力因素，物体处于匀速直线运动状态时，其平行于斜面的下滑力等于其向上的推力。
若想使物体加速运动，必将需要一个大于GSINβ的力。
若β角较小，GSINβ的力也就越小，也就是说倾斜角越小，我们需要的力就越小。
这就是所谓的斜面原理。
那么请思考螺纹与斜面原理有什么关系？螺纹的拧紧过程就好比在斜面上推重物，我们将斜线看做是螺纹线的展开，物体的重量相当于螺栓的预紧力F。
同时连接副在实际工作中，斜面上存在着摩擦力，有效的安装力=F*SINβ+F*COSβ*u。
其中的摩擦力公式为f=FN*u。
FN即为F*COSβ，螺纹接触面的正压力，u则为摩擦系数。
根据整体计算方法可看出预紧力、螺纹间的摩擦系数以及螺纹升角都是影响有效安装力的重要因素。
当我们要达到某一预紧力，可以适当减小其摩擦系数，亦或降低其螺纹升角。
从斜面原理中我们可以看出摩擦力在螺纹连接副中起到重要的力学作用。
二、螺母的锁紧方式螺母的锁紧方式主要有不可拆卸式、靠增大摩擦力、机械固定式。
不可拆卸式a.冲点铆接冲点铆接是使紧固件产生局部变形以达到防止连接松脱的目的。
其操作方法是将紧固件拧紧后，用冲点铆接的方法使螺栓（或螺钉）螺母产生局部变形，阻止其相互运转。
此种方法虽然防松效果可靠，但是对紧固件本身具有一定的破坏性，多用于不需拆卸的使用环境。
b.锁紧粘合剂的粘结这是一种通过螺纹表面涂覆粘合剂，经固化后可使相互配合的螺纹紧密粘合以防止螺纹连接松脱的防松形式。
螺栓螺母紧固原理讲解课件
螺栓的类型
六角头螺栓
十字槽盘头螺栓
应用广泛，头部呈六角形，通过旋转 来拧紧。
头部为十字形，用于需要高强度的连 接。
内六角螺栓
头部为内六角形，用于需要防止松动 的场合。
螺母的类型
六角螺母
最常见的螺母类型，与六角头螺 栓配合使用。
方螺母
四角形，常用于需要防止松动的场 合。
蝶形螺母
准备合适的工具，如 螺丝刀、扳手等。
清理螺栓和螺母的表 面，去除油污和杂质。
螺栓螺母的安装步 骤
将螺栓插入需要紧固的孔中，确保其 位置正确。
使用合适的工具，如扳手或螺丝刀， 将螺母拧紧。
将螺母放置在螺栓上，确保其位置正 确。
螺栓螺母的拆卸步 骤
使用合适的工具，如扳手或螺丝刀，将螺母松开。 将螺母从螺栓上取下。
紧固原理的基本要素
螺栓和螺母的设计、材料、尺寸、表 面处理以及连接方式等。
紧固原理的重要性
01
02
03
提高机械性能
通过紧固连接，可以有效 地提高物体的机械性能， 如强度、刚度和稳定性等。
保证安全性
紧固连接可以防止物体在 受到外力作用时发生松动 或分离，从而保证安全性 和可靠性。
简化装配和维修
通过螺栓和螺母的紧固连 接，可以方便地装配和维 修机械和设备，提高生产 效率。
使用专用的润滑剂对螺栓螺母进 行润滑，减少摩擦和磨损。
定期对螺栓螺母进行清洗，清除 残留的污垢和杂物。
注意不要使用对螺栓螺母有腐蚀 作用的清洗剂。
CHAPTER 06
螺栓螺母紧固原理案例分析
案例一：桥梁工程中的紧固应用
总结词
桥梁工程中，螺栓螺母的紧固应用至关 重要，直接关系到桥梁的安全性和稳定性。
关于高强度螺栓连接紧固的说法
关于高强度螺栓连接紧固的说法
一、关于高强度螺栓连接紧固的说法
嗨，宝子们！今天咱们来唠唠高强度螺栓连接紧固这事儿哈。
1. 高强度螺栓连接紧固的原理呢，就像是给两个东西紧紧地拉个手，让它们牢牢地在一起。
螺栓在拧紧的时候，会产生很大的预拉力，这个预拉力就像一种内力，把连接的部件紧紧地拽住。
比如说在建筑结构里，梁和柱的连接，就靠这高强度螺栓来保证它们不会轻易分开。
2. 紧固的工具很重要哦。
通常我们会用到扭矩扳手。
这个扭矩扳手就像是个精准的小助手，能准确地给螺栓施加合适的扭矩。
要是扭矩不够，螺栓就没拧得够紧，连接就不牢固；要是扭矩太大呢，可能会把螺栓拧坏，或者让连接的部件受到损伤。
就像我们系鞋带，系得太松容易开，系得太紧鞋带可能会断掉一样。
3. 在实际操作中，螺栓的清洁也不能忽视。
如果螺栓表面有油污、铁锈或者其他杂质，就会影响螺栓和螺母之间的摩擦力，这样在紧固的时候就不能达到预期的效果。
就好比我们要把两块拼图拼在一起，如果拼图表面脏脏的，就很难严丝合缝地拼好。
4. 还有哦，高强度螺栓连接紧固是有标准流程的。
比如说要按照一定的顺序来拧紧螺栓，不能东一下西一下地乱拧。
一般是从中间向两边对称地拧紧，这样可以保证各个螺栓受力均匀。
要是不按照这个顺序来，可能有的螺栓受力过大，有的螺栓受力又过小，整个连接的稳定性就会受到影响。
反正啊，高强度螺栓连接紧固虽然看起来只是个小小的操作，但里面的学问可不少呢，每一个小细节都可能影响到整个连接的质量。
咱们可不能小瞧它呀！。
螺栓螺母紧固原理讲解
我们通常会想到石油石化管道和法兰，但是…
精品课件
概述
任何两个用螺纹连接的部件
精品课件
连接部件
和
螺栓和螺母
的
功能和工作原理
精品课件
连接部件和工作原理
连接部件 连接部件中间放入垫片 用螺栓使部件连接在一起
精品课件
连接部件和工作原理
压力 压力
螺栓被正确紧固 部件之间产生夹紧力 垫片被压紧， 并在连接件之间起到 密封效果
– 标准螺栓/螺柱，标准长度 – 便于操作 – 工具成本较低 – 中空扳手可以应用在安装空间
狭小的位置
缺点
– 紧固件的润滑非常重要 – 耗时 – 垫片的负载不平均 – 扭转应力的产生 – 需要合适的反作用力臂点
精品课件
螺栓必须预紧到一个额定的数值以抗衡在部件工作中所承 受的所有载荷
如果工作载荷超过了此数值会导致螺栓失效并造成部件分 离
精品课件
螺栓和螺母的工作原理
▪ 螺栓作用类似弹簧 由螺栓连接的部件也类似弹簧
精品课件
螺栓和螺母的工作原理
▪ 胡克定律
固体材料受力之后，材料中的应力与应变(单位变形量)之间成线性关系
振动
压力
+/- oC
压力
侧向应力
精品课件
螺栓和螺母的作用
定义: 螺栓和螺母的主要作用在于将两件构件用准确的作用力连
接在一起，以防止在设备运行的过程中出现松动的现象。
紧固不足
螺栓由于振动 或循环载荷而松脱
垫片接触面损坏
没有压紧力
紧固过度
裂纹
法兰转动 颈缩 垫片过度压紧
精品课件
螺栓和螺母的作用
在螺栓已经紧固的情况下，部件所承受的工作载荷会降低 部件之间的压紧力
螺栓螺母紧固原理讲解
概述
任何两个用螺纹连接的部件
连接部件
和
螺栓和螺母
的
功能和工作原理
连接部件和工作原理
连接部件 连接部件中间放入垫片 用螺栓使部件连接在一起
连接部件和工作原理
压力 螺栓被正确紧固 部件之间产生夹紧力 垫片被压紧， 并在连接件之间起到 密封效果
压力
使连接件分离的作用力
除了内部的载荷，连接件可能会承受更多的分离载荷，它们包括 但也不局限于：
压力
垫片种类
常用垫片种类
金属缠绕垫片(SWG) 广泛应用于高温、高压的环境，不同的设计、金 属和非金属材料的组合能使之应用于多种不同场 合，抗腐蚀、抗有毒物质能力较强 . 环状金属垫片(RTJ) 最初应用于石油石化行业，适用于高温、高压的应用， 例如石油挖掘开采、阀、管道、高压反应容器 软式垫片(CNAF) 主要用于较低的压力和温度环境，例如水管、发 动机等
特殊垫片设计
绝缘垫片，能够抗腐蚀。它们大多也能抵御油、气管 道中的杂散电流，增加连接件阴极保护的有效性，减 少电解腐蚀
螺栓原理
小结:
螺栓连接的应用并不只限于管道 螺栓在部件连接面产生压紧力 螺栓的工作原理是被拉伸然后回缩 螺栓仅在弹性范围内工作。不同材料的螺栓的强度性能会有所区别。 螺栓应力必须足够大以抵抗部件在使用过程中各种使部件分离的应力，但同时 应力也不能太大而造成连接件的损坏
扭矩紧固顺序
扭矩拧紧形式
使用扳手时: 2 - 3 个螺纹高于螺母上表面
1
1
8
4 3 4
5
8 3
12
1
5 9
4
10 7 6 2 11
3
6
螺栓螺母紧固原理讲解[业界优制]
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英制尺寸：3/4-8*3”
米制尺寸: M20-3.5*150
8 TPI
mm (e.g. 3.5)
标准直径 (英寸)
标准直径 (mm)
▪ 螺母的对边尺寸可由下面的公式计算为 : (螺栓直径x 1.5) +0.125 例如： 1 1/4” 8UN Bolt (1.25 x 1.5) + 0.125 = 2” A/F
软式垫片(CNAF)
主要用于较低的压力和温度环境，例如水管、发 动机等
特殊垫片设计
绝缘垫片，能够抗腐蚀。它们大多也能抵御油、气管
道中的杂散电流，增加连接件阴极保护的有效性，减
少电解腐蚀
扶风书屋
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螺栓原理
小结:
▪ 螺栓连接的应用并不只限于管道 ▪ 螺栓在部件连接面产生压紧力 ▪ 螺栓的工作原理是被拉伸然后回缩 ▪ 螺栓仅在弹性范围内工作。不同材料的螺栓的强度性能会有所区别。
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使连接件分离的作用力
除了内部的载荷，连接件可能会承受更多的分离载荷，它们包括 但也不局限于：
• 振动 • 温度的循环作用 • 侧向应力(风力, 流量, 压力等等) • 负载的改变
例如: 当一驾吊车在起吊重物时, 在物体刚离地 和在半空中承受的负载时不一样的
因此螺栓必须被正确的紧固到正确扭矩以承受会使 连接件分离的附加的作用力
振动
压力
+/- oC
压力
侧向应力
扶风书屋
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螺栓和螺母的作用
定义: 螺栓和螺母的主要作用在于将两件构件用准确的作用力连接
在一起，以防止在设备运行的过程中出现松动的现象。
紧固不足
螺栓由于振动 或循环载荷而松脱
垫片接触面损坏
螺栓螺纹的紧固原理是
螺栓螺纹的紧固原理是螺栓螺纹的紧固原理是通过螺纹的相互作用力和摩擦力来实现零件的连接和固定。
螺纹连接是一种常用的力学连接方式，广泛应用于机械设备、车辆、航空航天等领域。
螺蓋中的內螺紋和螺栓中的外螺紋形成螺紋結構。
當螺栓旋轉，外螺紋會沿着內螺紋的方向移動，使螺栓與螺蓋之間產生相對運動。
兩個螺紋面之間的壓力和摩擦力通過這種相對運動來產生。
首先，螺纹紧固原理涉及到的一个重要概念是径向力。
当螺栓旋转时，由于螺纹的斜度和深度，螺纹的半径会产生一个向内的力，并且这个力的方向与螺纹的阻力力矩相反。
这个力会使螺纹与螺母之间产生压力，将它们紧密地固定在一起。
其次，螺纹紧固原理还涉及到摩擦力。
螺纹的摩擦力是紧固力的一个重要组成部分，它是由于螺栓与螺母之间的接触面产生的。
当螺栓被旋转时，螺纹的摩擦力会产生一个阻止螺栓继续旋转的力矩，从而使螺栓固定在一起。
此外，螺纹紧固原理还涉及到拉伸力的作用。
螺栓在紧固过程中受到的最大正应力是由拉伸力引起的。
这是因为螺栓在紧固过程中会受到外部加载的拉伸力，这些拉伸力会沿着螺栓的轴向方向传递，并且在螺栓的断面上产生一个正应力。
这种拉伸力有助于增加螺栓和螺母之间的紧固力，并且使连接更加牢固。
最后，螺纹紧固原理还涉及到预加载力的作用。
预加载力是指在紧固过程中施加在螺栓上的初始加载力。
通过施加预加载力，可以使螺纹连接部件之间的接触面更加紧密，从而增加紧固力和摩擦力，使连接更加牢固。
综上所述，螺栓螺纹的紧固原理是基于螺纹的相互作用力和摩擦力来实现零件的连接和固定。
在紧固过程中，径向力、摩擦力、拉伸力和预加载力一起作用，形成一个紧密的连接，确保连接的可靠性和稳定性。
螺纹连接具有结构简单、使用方便、拆卸性好等特点，广泛应用于各个领域。
螺栓螺母紧固原理讲
螺栓的旋入和旋出是通过旋转螺母来实 现的，当螺母旋转时，螺栓的螺纹与螺 母的螺纹相互咬合，从而带动螺栓旋入
或旋出。
螺栓的头部通常有六角形或其他形状， 用于旋入螺母中。螺栓的长度和直径根 据需要紧固的物体的尺寸和要求进行选
择。
螺母的工作原理
螺母的工作原理是通过其内螺纹结构来实现与螺栓的配合和紧固。当螺 栓旋入螺母中时，螺栓的螺纹与螺母的螺纹相互咬合，形成摩擦力，从 而阻止螺栓从螺母中旋出。
螺栓螺母紧固原理讲
• 引言 • 螺栓和螺母的基本结构 • 螺栓和螺母的工作原理 • 螺栓和螺母的紧固性能 • 螺栓和螺母的应用 • 结论
01
引言
目的和背景
介绍螺栓和螺母的基 本概念和用途
探讨螺栓和螺母紧固 原理的重要性
分析螺栓和螺母在工 业和日常生活中的应 用场景
螺栓和螺母的简介
螺栓
一种金属杆件，一端有螺纹，另 一端有螺母或螺帽，用于紧固两 个或多个物体
THANKS
感谢观看
螺栓和螺母的重要性和作用
螺栓和螺母是机械和工程领域中 常用的紧固件，用于连接两个或 多个部件，并保持它们之间的紧
固状态。
螺栓和螺母具有高强度、高刚度 和耐久性等特点，能够承受各种 复杂环境和载荷条件下的应力，
保证连接的稳定性和可靠性。
螺栓和螺母广泛应用于汽车、航 空航天、建筑、化工等领域，对 于产品的性能和安全性至关重要。
力以保持紧固。
预紧力的选择应根据螺栓和螺母 的材料、规格、表面处理等因素 进行计算，以确保紧固效果和安
全性。
预紧力的过大或过小都会影响紧 固效果，过大会导致螺栓断裂或 滑扣，过小则无法保证紧固效果。
摩擦力
摩擦力是指螺栓与螺母之间的相互作用力，是保持螺、材料性质以及润滑状态等因素。
螺栓锁紧原理
螺栓锁紧原理
螺栓锁紧原理是通过利用螺栓与螺母之间的摩擦力，使其紧密连接并防止松动的一种方法。
具体原理如下：
1. 螺纹结构：螺栓和螺母的外表都有螺纹结构，这种结构能够提供两者之间的紧密连接。
螺纹有不同的形状，常见的有V 型、三角形和方形等等。
2. 摩擦力：当螺栓和螺母之间旋转时，螺纹之间产生的摩擦力能够将它们牢固地锁在一起。
摩擦力是由两者之间接触面的压力和表面粗糙度所决定的。
表面越粗糙，摩擦力越大。
3. 力的传递：当外力作用在螺栓上时，螺栓会受到拉力。
这个拉力会在螺纹周围产生摩擦力，抵抗螺栓向外的运动。
螺母紧密地拧紧在螺栓上，摩擦力会使螺母不易旋转，从而达到锁紧的效果。
4. 扭矩：为了达到一定的紧固力，需要用力拧紧螺母。
拧紧时所施加的力矩被称为扭矩。
过大的扭矩会导致螺栓断裂或松动，而过小的扭矩则无法达到紧固的效果。
5. 使用垫圈：为了提高紧固效果，有时需要在螺栓和螺母之间使用垫圈。
垫圈可以均匀分配紧固力，防止螺栓和螺母之间的直接接触，减少因摩擦力不均匀而引起的松动。
综上所述，螺栓锁紧原理是通过螺纹结构和摩擦力实现的。
正
确地选择使用合适的力矩和垫圈可以确保螺栓的紧固效果，避免松动和断裂的问题。
螺丝并帽的原理
螺丝并帽（通常称为螺母）的原理基于螺纹的配合和摩擦力。
螺丝并帽通常与螺栓（带有外螺纹的圆柱体）配合使用，通过螺纹的相互咬合来紧固连接两个或多个带有通孔的零件。
螺母的外形通常为六角形，这样的设计便于使用工具（如扳手）进行旋转，而其内部则为内螺纹，与螺栓上的外螺纹相匹配。
以下是螺丝并帽工作的基本原理：
1. 斜面原理：螺纹可以看作是一种斜面，当螺栓旋入螺母时，斜面的作用会使螺栓沿着螺纹轴线方向移动，从而产生紧固力。
2. 摩擦力：螺纹之间的咬合产生了摩擦力，这个摩擦力是防止螺栓和螺母松动的主要因素。
当螺栓越紧，螺纹之间的压力就越大，产生的摩擦力也就越强，连接就越稳定。
3. 数学原理：螺纹的设计遵循特定的数学规律，包括螺纹的角度、间距等，这些都是经过精确计算的，以确保螺栓和螺母能够精确配合，提供足够的紧固力。
综上所述，螺丝并帽的原理主要是利用螺纹的配合和摩擦力来实现紧固的目的，而螺母的六角形设计则是为了方便使用工具进行操作。
螺栓的工作原理(一)
螺栓的工作原理(一)螺栓的工作原理螺栓的概述螺栓是机械连接中常用的紧固件，通常由一头为外六角头的圆柱体和一头有螺纹的圆柱体组成。
螺栓的分类螺栓可分为普通螺栓和高强度螺栓。
普通螺栓通常由碳素钢制造，尺寸较小；而高强度螺栓则是由合金钢制造，尺寸较大。
螺栓的工作原理螺栓的工作原理是通过旋转密合防松。
螺栓和螺母是机械连接中最基本的紧固件，应用范围广泛，在汽车、交通工具、船舶等领域广泛使用。
螺栓的工作原理主要是通过螺纹和螺母的互动来实现的。
当螺栓和螺母紧密连接时，由于摩擦的作用，防止它们松动并确保它们能够牢固地保持在一起。
螺栓的安装方法正确的安装螺栓是非常重要的。
安装时必须保证螺母和螺栓仔细清洁，并且涂上润滑剂以保持防松。
螺栓的预紧力也应该正确控制，以确保它们在使用过程中不会松动。
总结螺栓作为机械连接中最基本的紧固件之一，其工作原理是通过螺纹和螺母的互动来实现的。
在安装螺栓时，必须仔细清洗，涂上润滑剂，并正确控制预紧力。
螺栓的使用注意事项1.选择适合的螺栓：螺栓的规格应该根据需要的强度和尺寸来选择。
选择不合适的螺栓可能会导致装配紧固件后易于松动或损坏。
2.正确安装：正确的安装方法是非常重要的。
螺栓的预紧力应该正确控制以确保不会松动。
同时，螺母和螺栓应该被仔细清洗和润滑以保证它们的防松性能。
3.检查产品质量：在使用螺栓之前，应该检查它们的质量。
在购买螺栓时，应注意是否有缺口、裂纹和表面缺陷等。
4.切勿过度旋转：不要过度旋转螺栓，否则它们可能会破裂或损坏。
在安装时，应该注意旋转不要过度，以确保螺栓的强度和性能不会受到损坏。
5.定期检查：螺栓必须定期检查以确保它们的性能和防松性能。
在使用过程中，应查看螺栓是否有松动或损坏，并在必要时更换螺栓。
结论螺栓作为一种常见的紧固件，在机械连接中发挥着非常重要的作用。
了解螺栓的工作原理、安装方法和注意事项对于正确选择和使用螺栓至关重要。
通过正确使用和维护螺栓，可以确保紧固件的安全和持久性，为机械连接的发展做出贡献。
标准件紧固原理
标准件紧固原理今天来聊聊标准件紧固原理的事儿。
你们有没有注意过啊，像咱们家中的椅子，用了一段时间后总会有螺丝松动的情况，这就得重新紧固。
其实呢，这就跟标准件紧固原理有很大关系。
我刚开始研究这个的时候，也琢磨这螺丝螺母啥的，看着简单，但怎么就起着这么重要的紧固作用呢？咱们把标准件紧固想象成一场拔河比赛吧。
比如螺栓就像是一根拔河的绳子，它穿过两个或者更多的物体，像是要把这些东西拉到一起。
螺母呢，就像是在绳子另一头用力拉的选手。
当我们转动螺母的时候，其实是给螺栓施加了一个拉力，就和拔河时用力拽绳子一样。
根据摩擦力的原理，螺栓的螺纹和螺母的螺纹之间的摩擦力就像拔河选手脚下的摩擦力一样，阻止它们相对滑动。
这个摩擦力越大，螺栓和螺母之间就卡得越紧，从而能紧紧地把各个部件固定在一起。
不过啊，这中间还有些有意思的东西。
说到这里，你可能会问，那怎么才能让这个摩擦力更大呢？这里面呢，有几个因素。
比如说，使用合适的材料就至关重要。
像在汽车发动机上那些关键部位的标准件，就会用到高强度合金材料，因为发动机运转时产生很大的震动。
如果材料不好，紧固的时候可能一开始拧紧了，但没一会儿就被震松了。
就像拔河的时候，如果一个人的鞋子质量不好很光滑，那就容易滑倒，抓不住地，就使不上力了。
除此之外，拧紧的力度也很关键。
力度不够，摩擦力就小，那就容易松动；但是力度过大呢，又可能会损坏螺栓或者螺母的螺纹，就像拔河时拉得太猛把绳子拽断了一样。
从我的学习过程来看，我发现这个标准件紧固原理，虽然简单，但要是想要真正弄明白并且在实际应用中不出问题还真不容易。
我还在想啊，在一些特殊的环境下，像太空啊或者很深的海底，标准件紧固是不是还要考虑许多其他特殊因素呢？这也是延伸思考的地方啦。
在实际生活中的应用可多了去了。
像咱们建筑工人盖房子，用的钢结构建筑，需要大量的螺母和螺栓把各种钢梁紧固起来。
还有咱们骑自行车的时候，车上的各个零件很多也是靠标准件紧固连接的。
螺栓连接紧固原理介绍
造成后果：导致螺栓滑扣，甚至拧断
错误做法：对于需用扭矩拧紧的重要螺栓，又图省事用活动扳 手去拧
造成后果：因扭矩不足而松动，酿成故障
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四、螺栓使用注意事项
6、螺栓使用常见误区
⑦锁止不当：重要螺栓装配后应采取防松装置锁止
采用开口销锁止时，常见的错误是用过细的开口锁或半片开口 锁锁止
在紧固过程中弹簧垫圈受力不均，有的会折断，使螺栓的预紧 力下降
或者产生偏心载荷，降低了螺栓的连接可靠性
19/22
四、螺栓使用注意事项
6、螺栓使用常见误区
⑤垫圈过大：(GB/T 97.1-2002 表1中M5~M36：垫圈内径大于螺纹 大径0.3mm~1mm) 错误做法：由于缺少合适的垫圈，便用内径较大的垫圈代替 这样螺栓头部下面与垫圈接触面积小，垫圈的承压力或锁止力 下降，在振动和冲击载荷作用下，螺栓易松动 ⑥扭矩不符： 错误观点：认为螺栓应“宁紧不松”，于是便有意识地加大螺 栓的拧紧力矩
螺栓连接受力分析(二)
除了剪切力和拉力之外，还会受到：振动、温度、 侧向应力（风力、流量、压力等）、负载的改变 等其他的一些作用力
紧固不足 螺栓由于振动 或循环载荷而松脱 紧固过度 振动
压力
+/- C
o
裂纹
压力
法兰转动
颈缩 侧向应力 垫片过度压紧
垫片接触面损坏
没有压紧力
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三、螺栓紧固方法
应先松远离身体的一半螺栓，使残存的油、汽、水从对面排出， 以防被喷淋、烫伤
螺栓有胶水拧不开的情况：
大多数胶水是有机溶液，可以用香蕉水或酒精浸泡半个小时， 或用酒精棉花盖在螺栓上，时间长点，就可将胶水溶解
螺栓生锈拧不开的情况： 喷WD-40，等半小时后，喷雾会渗透到螺栓中间溶解锈块 其他方法：震动、润滑、火烤、电钻 螺栓滑牙拧不开的情况： 可用腐蚀性溶液，把螺栓慢慢腐蚀掉，如稀硫酸、盐酸 金属用酸，塑料用碱
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• 螺栓残余应力 = 预紧力 螺栓在紧固后剩余的应力
a
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扭矩紧固
▪ 用扭力扳手施加的力矩会转化成三种力：
1. 拉伸螺栓的作用力 +
2. 克服螺栓螺纹摩擦的作用力 +
3. 螺母和连接部件表面摩擦的作用力
a
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扭矩紧固
50% 螺母支撑面的摩擦力
10% 有用的螺栓残余应力 （极端情况，一般为30%)
• 振动 • 温度的循环作用 • 侧向应力(风力, 流量, 压力等等) • 负载的改变
例如: 当一驾吊车在起吊重物时, 在物体刚离 地 和在半空中承受的负载时不一样的
振动
压力
+/- oC
压力
因此螺栓必须被正确的紧固到正确扭矩以承受会使 连接件分离的附加的作用力
侧向应力
a
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螺栓和螺母的作用
定义: 螺栓和螺母的主要作用在于将两件构件用准确的作用力连接
▪ 螺母的对边尺寸可由下面的公式计算为 : (螺栓直径x 1.5) +0.125 例如： 1 1/4” 8UN Bolt (1.25 x 1.5) + 0.125 = 2” A/F
A/F = 对边尺寸
对于 M33 到 M85 的米制尺寸螺栓
螺母的A/F 尺寸 每次增加 5mm :
▪ M33 x 3.5
如果工作载荷超过了此数值会导致螺栓失效并造成部件分 离
a
11
螺栓和螺母的工作原理
▪ 螺栓作用类似弹簧
由螺栓连接的部件也类似弹簧
a
12
螺栓和螺母的工作原理
▪ 胡克定律
固体材料受力之后，材料中的应力与应变(单位变形量)之间成线性关系
弹性范围
屈服强度
塑性范围 极限抗拉强度
螺栓失效
破坏点
应变
应力
a
13
在一起，以防止在设备运行的过程中出现松动的现象。
紧固不足
螺栓由于振动 或循环载荷而松脱
垫片接触面损坏
没有压紧力
紧固过度
裂纹
法兰转动 颈缩 垫片过度压紧
a
10
螺栓和螺母的作用
在螺栓已经紧固的情况下，部件所承受的工作载荷会降低 部件之间的压紧力
螺栓必须预紧到一个额定的数值以抗衡在部件工作中所承 受的所有载荷
螺栓原理
a
1
螺栓原理
▪ 介绍 ▪ 第一次就正确紧固 ▪ 什么是螺栓连接 ▪ 螺栓和螺母的功能和工作原理 ▪ 有垫片的螺栓连接 ▪ 小结
a
2
连接完整性 – 目标
受控紧固
‘第一次就正确紧固’
安全性
重做的成本 潜在的事故隐患
过度紧固 没有紧固
灾难
可靠性
排放 / 污染
a
3
概述
▪ 什么是螺栓连接？
我们通常会想到石油石化管道和法兰，但是…
a
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含有垫片的连接
a
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垫片压紧
包含有垫片的部件安装
压力
压力
螺栓被正确紧固
部件之间产生夹紧力
垫片被压紧， 并在连接件之间起到 密封效果
a
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垫片种类
常用垫片种类
金属缠绕垫片(SWG)
广泛应用于高温、高压的环境，不同的设计、金 属和非金属材料的组合能使之应用于多种不同场 合，抗腐蚀、抗有毒物质能力较强
*准确的数值还需要考虑润滑等其他因素
**面积应为应力截面积， 速算用直径可参考0.85-0.92螺栓标准直径
a
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螺母和螺栓的标识
a
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螺栓和螺母的标识
两种常见的螺纹形式:
英制尺寸：3/4-8*3”
米制尺寸: M20-3.5*150
8 TPI
mm (e.g. 3.5)
标准直径 (英寸)
标准直径 (mm)
)
螺栓直径
螺母下表面 平整的接触面
螺栓上表面 刻有型号等标示
a
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螺母和螺栓的标识
生产商
第一个数 =1/100 螺栓材质公称 抗拉强度 100×8 = 800 N/mm2
第二个数 =螺栓材质的屈强比值 0.8
公制螺纹
两数相乘得出屈服应力 800*0.8 = 640 N/mm2
螺栓能承载的拉力载荷速算*：面积** X 屈服应力
a
4
概述
任何两个用螺纹连接的部件
a
5
连接部件
和
螺栓和螺母
的
功能和工作原理
a
6
连接部件和工作原理
连接部件 连接部件中间放入垫片 用螺栓使部件连接在一起
a
7
连接部件和工作原理
压力 压力
螺栓被正确紧固
部件之间产生夹紧力
垫片被压紧， 并在连接件之间起到 密封效果
a
8
使连接件分离的作用力
除了内部的载荷，连接件可能会承受更多的分离载荷，它们包括 但也不局限于：
螺栓材料
▪ 在对紧固件进行拧紧时，了解紧固件材料的强度标准是非常必要的
▪ 有许多材料可以适合制造紧固件，对材料的选择基本是根据许多不同因 素，例如： ▪ 应用的场合 ▪ 对负载的要求 (材料强度) ▪ 安装的方法
a
14
螺母和螺栓的标识
▪ 六角螺母和螺边尺寸
40% 螺纹之间的摩擦力
a
30
扭矩紧固 – 润滑
摩擦点
在螺纹上涂上 润滑剂
在螺母表面使 用润滑剂
仅在螺柱/螺栓紧固部分的尾
部
a
50mm A/F
▪ M36 x 4
55mm A/F
▪ M39 x 4
60mm A/F
小于M33 的螺栓 A/F 尺寸大约可计算为： 1.5 x 螺栓直径
a
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螺栓的涂层
▪ 在对紧固件进行拧紧时，需知道紧固件的表面涂层
▪ 紧固件表面涂层的种类有很多，如何选择涂层的材料 需要考虑很多因素，其中包括：
▪ 部件的使用工况 ▪ 对防腐蚀的要求 ▪ 阴极保护 ▪ 装饰作用 ▪ 适合安装的方法
a
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螺栓原理
小结:
▪ 螺栓连接的应用并不只限于管道 ▪ 螺栓在部件连接面产生压紧力 ▪ 螺栓的工作原理是被拉伸然后回缩 ▪ 螺栓仅在弹性范围内工作。不同材料的螺栓的强度性能会有所区别。
▪ 螺栓应力必须足够大以抵抗部件在使用过程中各种使部件分离的应力，但同时 应力也不能太大而造成连接件的损坏
▪ 压力容器或管道通常需要垫片来防止泄露
a
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扭矩紧固
a
24
扭矩紧固
▪ 什么是扭矩? 作用力使物体绕着支点转动的趋向
旋转
力
a
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扭矩紧固
▪ 什么是扭矩紧固? 通过旋转紧固件的螺母部分来对紧固件施加预紧力的应用
紧固件的拉伸 (预紧力)
a
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扭矩紧固
我们测量施加的扭矩
我们想要测得的是夹紧力
a
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扭矩紧固
施加的扭矩
减去
摩擦损失
等于 螺栓残余应力 *
. 环状金属垫片(RTJ)
最初应用于石油石化行业，适用于高温、高压的应用， 例如石油挖掘开采、阀、管道、高压反应容器
软式垫片(CNAF)
主要用于较低的压力和温度环境，例如水管、发 动机等
特殊垫片设计
绝缘垫片，能够抗腐蚀。它们大多也能抵御油、气管
道中的杂散电流，增加连接件阴极保护的有效性，减
少电解腐蚀