法兰螺栓紧固力矩计算RF
螺栓拧紧力矩计算
螺栓拧紧力矩计算书一．有关计算参数：螺栓规格d mm螺距P ｍｍ螺纹原始三角形高度Ｈmｍ外螺纹中径d2 mｍ外螺纹小径d1 mm计算直径d３mm螺栓公称应力截面积As ｍm2螺栓材料屈服强度MＰａs计算拧紧力矩T Ｎｍ二．计算内容:根据规定,所需计算ＤN300及以上接管法兰所配螺栓拧紧力矩，故记录有关法兰如下:根据管法兰有关原则,ＤN６00所配螺栓为Ｍ33DN８00、DN９０0、DN12０0所配螺栓为Ｍ39DN1400、DN1600所配螺栓为M45三．计算过程:螺栓规格ｄd=33螺距 P P=3.5螺纹原始三角形高度Ｈ 031.35.3866.0866.0=⨯=⨯=P H 外螺纹小径d121.29031.3852338521=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d外螺纹中径 d273.30031.3832338322=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d计算直径 d ３7.28031.36121.296113=⨯-=⨯-=H d d螺栓公称应力截面积As14.69327.2873.30414.3242232=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯∏=d d A s螺栓材料屈服强度s σ 114 计算拧紧力矩 T91.31210003314.69311412.012.0=÷⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=d A T S S σ一般取计算值旳０．8倍左右作为实际应用旳拧紧力矩值 故Nm T T 3.25091.3128.08.0=⨯=⨯=螺栓规格 ｄ d=39 螺距 P P=4螺纹原始三角形高度H 46.34866.0866.0=⨯=⨯=P H 外螺纹小径d１67.3446.3852398521=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d外螺纹中径 ｄ２4.3646.3832398322=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d计算直径 ｄ 31.3446.36167.346113=⨯-=⨯-=H d d螺栓公称应力截面积As75.97521.344.26414.3242232=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯∏=d d A s螺栓材料屈服强度s σ 1１4 计算拧紧力矩 Ｔ58.52010003975.97511412.012.0=÷⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=d A T S S σ一般取计算值旳0.８倍左右作为实际应用旳拧紧力矩值 故Nm T T 5.41658.5208.08.0=⨯=⨯=螺栓规格 d d=45 螺距 P P=4.5螺纹原始三角形高度Ｈ 89.35.4866.0866.0=⨯=⨯=P H 外螺纹小径d113.4089.3852458521=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d外螺纹中径 d21.4289.3832458322=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d计算直径 d ３48.3989.36113.406113=⨯-=⨯-=H d d螺栓公称应力截面积As1306248.391.42414.3242232=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯∏=d d A s螺栓材料屈服强度σ11４s计算拧紧力矩Tσ=⨯⨯⨯⨯=dTA÷⨯⨯1000803.98 .0=45121306.011412SS一般取计算值旳0.8倍左右作为实际应用旳拧紧力矩值故Nm⨯8.0==⨯=T8.0T2.80364398.四。
法兰螺栓紧固力矩
[σ ]b-常 温 下 螺 栓 材 料 的 许 用 应 力 ， MPa； 螺 栓 材 料 的 许 用 应 力 数 值 可 参 照
GB150-89第 2章 的 表 2-7。
2) 确定操作状态下需要的最小螺栓总面积,其数值按下式计算:
AP= [σW]Ptb ]
式中 AP-操作状态下需要的最小螺栓总面积,mm2;
为 279.4mm； 设 计 压 力 P=20MPa； 常 温 下 螺 栓 材 料 的 许 用 应 力 为 [σ]b=254MPa； 设 计 温 度
下 螺 栓 材 料 的 许 用 应 用 为 [σ ]tb ＝ 185MPa； 螺 栓 公 称 直 径 dB=52mm； 螺 矩 P1为 3mm。 螺 栓
个 数 n=12。
b) 计算法兰螺栓紧固力矩
1) 确定垫片基本密封宽度b0 查 表 2.0.1-1可 知 ， 对 园 环 垫 b0=ω /8=2.778mm
2) 确定垫片有效密封宽度b：
因 为 b0<6.4mm， 所 以 b=b0=2.778mm。 3) 确定垫片压紧力作用中心圆直径DG：
因 为 b0<6.4mm， 所 以 DG=垫 片 接 触 面 的 平 均 直 径 =279.4mm。 4) 由(2.0.1-1)式计算操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力F：
1) 1(a、b、c、 d)2、3、4、 5
6
f) 确定操作状态下需要的最小螺栓总荷载,其数值按下式计算:
WP=F+FP 式 中 WP-操 作 状 态 下 需 要 的 最 小 螺 栓 总 荷 载 ,N。 g) 确定预紧状态下需要的最小螺栓总荷载,其数值按下式计算:
(2.0.1-3)
Wa=π Dgby 式 中 Wa-预 紧 状 态 下 需 要 的 最 小 螺 栓 总 荷 载 ,N;
法兰螺栓拉力扭矩计算
法兰螺栓拉力扭矩计算1 先说载荷和力矩的换算，力矩扳手制造商有着对应表可以查，从理论力学教科书上也有公式，公式中一个系数是一个范围，需要根据实际情况来确定2. 做过实验，对螺栓帖上应力片来验证载荷的变化，结论是：系数在推荐的范围内，但变化比较大。
这与螺栓螺纹加工精度、润滑程度、螺母表面与法兰表面的光洁度、螺母与螺栓啮合的匹配状态等有着紧密的联系。
3 因此从理论计算和实际结果是有着大的差别的。
4 当然，采用力矩扳手比传统方法还是进了一大步。
二关于螺栓上紧过程相邻螺栓受力变化效应1 规律：螺栓上紧过程各螺栓受力影响分析无论采用何种垫片，为了保证密封效果均需有相应的密封比压，在螺栓上进过程中，由于螺栓受力是渐紧上升，因此密封比压产生的轴向力不均匀分配在各螺栓中，在紧固某个螺栓时其相邻螺栓的受力将减小2. 实践例子：在螺栓按照规定的力矩旋紧过程中，对某一个螺栓加载，则其相邻螺栓的载荷立即下降3 当载荷达到规定值仍因为某种原因再要加载，则加载的动力必须要远超过阻力，我们的试验结果平均在120%以上4. 比较有效的方法：在旋了数圈后，对相隔螺栓加大载荷（超过理论载荷）进行旋紧，而后对相邻螺栓按照理论载荷旋紧，这样对于一个法兰来说，各螺栓的载荷形成一条相对均匀的载荷曲线。
根据GB150-1998《钢制压力容器》P94中‘9法兰’的规定，求得垫片压紧力，再根据力与力矩的关系，算出每条螺栓的力矩。
高压法兰尺寸为：DN6’PN1500class（缠绕垫片密封），其法兰预紧力具体验算如下：1、查HG20592~20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》中HG20631-97法兰密封面外径d＝216mm；2、查HG20631-97中DN6’PN1500class D型缠绕垫片缠绕垫内径D2＝171.5mm，缠绕垫外径D3＝209.6mm，垫片密封宽度N＝19.05mm ，D3＜d。
3、按照GB150-98 P91表9-1中1a垫片基本密封宽度b0＝N/2＝19.05/2＝9.525mm＞6.4mm。
螺栓拧紧力矩计算
螺栓拧紧力矩计算螺栓拧紧力矩是指在将螺栓拧紧到一定预紧力矩时所需要施加的力矩。
它是机械连接中常用的一种紧固方法，用于保证螺栓连接的紧固程度，以确保连接的牢固和安全。
本文将介绍螺栓拧紧力矩的计算方法及其在工程中的应用。
一、螺栓拧紧力矩的计算方法1.螺栓直径：螺栓直径越大，所需的拧紧力矩也越大。
2.摩擦系数：螺栓和螺母之间的摩擦力越大，所需的拧紧力矩也越大。
3.螺栓长度：螺栓长度越长，所需的拧紧力矩也越大。
4.螺纹参数：螺纹参数对螺栓拧紧力矩的大小有直接的影响。
常用的参数包括螺距、螺纹高度等。
根据以上因素，螺栓拧紧力矩的计算方法可以采用以下公式：M=K*F*D其中，M表示拧紧力矩，K表示摩擦系数，F表示预紧力，D表示螺栓直径。
在实际工程中，预紧力的大小通常是事先给定的。
预紧力是在拧紧螺栓之前施加在螺栓上的力，它是由设计要求或经验确定的。
一般情况下，预紧力要根据两侧连接材料的材料性能来确定，以确保连接的可靠性。
摩擦系数是指螺纹材料间的摩擦系数，是一个与材料性质有关的参数。
不同材料对应的摩擦系数不同，一般可通过实验或查阅相关资料得到。
螺栓直径可以从螺纹标准中查得，例如ISO、GB等各国的螺纹标准。
二、螺栓拧紧力矩的应用1.装配工程：在机械装配中，螺栓拧紧力矩用于连接不同零件，确保装配的稳固和可靠。
2.结构工程：在建筑或桥梁等结构工程中，螺栓拧紧力矩用于连接梁柱等构件，以承受外部荷载和地震等不良影响。
3.汽车工程：在汽车制造中，螺栓拧紧力矩用于连接发动机、底盘等部件，以确保汽车的稳定性和安全性。
4.航空航天工程：在航空航天领域，螺栓拧紧力矩用于连接飞机、火箭等庞大复杂的装置，以确保其正常运行和安全性。
总之，螺栓拧紧力矩的计算方法和应用是工程中重要的一部分。
通过掌握螺栓拧紧力矩的计算方法，可以帮助工程技术人员选择适当的螺栓及其拧紧力矩，以确保连接的牢固和安全。
正确应用螺栓拧紧力矩，可以提高工程质量、延长设备使用寿命，降低事故风险，对于工程项目的成功实施具有重要意义。
螺栓扭矩与压力的计算公式
螺栓扭矩与压力的计算公式在机械加工和工程设计领域中，螺栓的紧固工艺是非常重要的环节，而正确计算螺栓 tighten 方需要扭矩和压力两个重要参数。
本文将介绍螺栓扭矩与压力的计算公式及其应用。
1. 螺栓扭矩计算公式螺栓紧固时，需要正确描述扭矩值，以确保螺栓的紧固程度符合要求。
通常，螺栓的扭矩计算公式如下：$T = K \\times F \\times D$其中，T是螺栓的扭矩，单位为牛顿米（N·m）；K是材料系数，F是摩擦力，D是螺栓的直径。
在实际工程中，不同类型和规格的螺栓需要不同的计算公式和参数值，工程师们需要综合考虑多个因素来确定最合适的扭矩数值。
此公式也可以根据实际情况进行调整以获得更加准确的结果。
2. 螺栓压力计算公式除了扭矩外，螺栓的紧固还需要考虑压力的影响。
压力是指螺栓在紧固过程中受到的力，也是衡量螺栓紧固程度的重要指标。
螺栓压力的计算公式如下：$P = \\frac{F}{A}$其中，P是螺栓的压力，单位为帕斯卡（Pa）；F是螺栓的预紧力，A是螺栓的受力面积。
通过计算螺栓的压力，工程师可以更好地控制螺栓的紧固过程，确保其在承受外部载荷时能够达到设计要求。
3. 应用实例为了更好地理解螺栓扭矩与压力的计算公式，以下举一个简单的实例来说明：假设某工程需要使用直径为10毫米的螺栓将两块钢板固定在一起，螺栓的预紧力为1000牛顿，摩擦力系数为0.2。
根据上述公式，可计算出该螺栓的扭矩和压力数值，从而确保紧固效果符合设计要求。
4. 结论螺栓的紧固工艺是机械加工和工程设计中不可或缺的一环，正确计算螺栓的扭矩和压力是确保螺栓紧固效果的关键。
通过本文介绍的计算公式，工程师们可以更好地控制螺栓的紧固过程，提高工程设计质量和安全性。
以上便是关于螺栓扭矩与压力的计算公式的介绍，希望能对您有所帮助。
法兰螺栓力矩
N
N
2
2
ω +δ1 2
⎜⎛ ω + N 最大⎟⎞
⎝4
⎠
ω +δ1 2
⎜⎛ ω + N 最大⎟⎞
⎝4
⎠
ω +N 4
N 4
3N 8
N 4
ω 8
ω + 3N 8
3N 8
7N 16
3N 8
垫 片 有 效 密 封 宽 度 b按 以 下 规 定 计 算 :
c) 径。
当b0≤6.4mm时，b= b0,mm
当 b0>6.4mm时 ， b=2.53 b0 ,mm。
6) 由(2.0.1-3)式计算操作状态下需要的最小螺栓总荷载WP： WP=F+FP=1.2262×106+6.3397×105=1.8602×106N
7) 计算预紧状态下需要的最小螺栓总荷载Wa：
由 表 2.0.1-2可 知 ， 不 锈 钢 圆 环 垫 的 垫 片 比 压 力 y为 179.3； 由 (2.0.1-4)式 计 算 预 紧 状 态
2.50
69
3.00
69
2.50
20
2.75
26
3.00
31
3.25
38
3.50
44.8
2.75
25.5
3.00
31
3.25
38
3.50
44.8
3.75
52.4
3.25
38
3.50
44.8
3.75
52.4
3.50
55.2
3.75
62.1
3.75
62.1
3.25
38
3.50
法兰螺栓紧固力矩计算RF
法兰螺栓紧固力矩计算RF法兰螺栓的紧固力矩计算是为了确保法兰连接具有足够的紧固力，以防止泄漏和螺栓松动。
在计算法兰螺栓的紧固力矩时，需要考虑螺栓直径、材料、法兰的标准和形状、摩擦系数等因素。
以下将分步骤详细介绍法兰螺栓紧固力矩的计算方法。
第一步：确定法兰的类型和尺寸法兰的类型和尺寸是决定紧固力矩计算的重要因素，常见的法兰类型有焊接法兰、螺纹法兰和法兰盘等。
根据工程需求，选择合适的法兰型号和尺寸，可以从相关的法兰标准或制造商提供的法兰参数手册中查找。
第二步：确定法兰螺栓的材料和标准法兰螺栓的材料和标准也是影响紧固力矩计算的重要因素。
根据实际使用条件和要求选择螺栓材料，常见的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
同时要确定符合要求的法兰螺栓标准，如GB/T、ASTM、DIN等。
第三步：计算螺栓的紧固力矩法兰螺栓的紧固力矩可以通过以下公式计算：RF=μ(KxFxD)其中，RF为紧固力矩，μ为摩擦系数，K为系数，F为预加载力，D为扭矩系数。
a)计算扭矩系数D：扭矩系数取决于法兰螺栓直径，常见的计算公式为：D=(Kxd²)/12其中，d为螺栓直径，单位为mm；K为系数，根据螺栓材料和标准类型确定，可用相关手册中的数值或经验值。
b)计算预加载力F：预加载力是指在紧固螺母前施加在法兰上的力，常用的计算公式为：F=K2xAxP其中，K2为系数，取决于法兰和螺栓材料的类型，A为螺栓截面积，P为压力，单位为N/mm²。
c)计算摩擦系数μ：摩擦系数反映了法兰螺栓的螺纹和摩擦面之间的摩擦情况，常见的计算方法为：μ=0.2+(0.002×RH)其中，RH为法兰螺纹的硬度，RH越高，摩擦系数越大。
第四步：根据计算结果确定紧固力矩根据以上计算得到的扭矩系数D、预加载力F和摩擦系数μ，代入公式RF=μ(KxFxD)计算紧固力矩RF。
最终的紧固力矩应当按照设计要求和实际应用情况进行综合考虑，必要时需要进行调整。
常用的法兰螺栓紧固力矩
常用的法兰螺栓紧固力矩为方便使用，将操作压力等于公称压力，操作温度等于150 ℃条件下计算得到的紧固力矩列表如下。
一般情况下可直接采用。
a) 法兰压力等级：PN15.0 MPa（相当于ANSI CLASS 900）；螺栓材料：25Cr2MoVA；垫片形式：圆环垫；垫片材料：不锈钢及软钢。
表-1列出了上述条件下各种公称直径法兰对应的法兰螺栓紧固力矩。
表-1 法兰螺栓紧固力矩b) 法兰压力等级：PN15.0 MPa（相当于ANSI CLASS 900）；螺栓材料：35CrMoA；垫片型式：圆环垫；垫片材料：不锈钢及软钢。
表2列出了上述条件下各种公称直径法兰对应的法兰螺栓紧固力矩。
表-2 法兰螺栓紧固力矩c) 法兰压力等级：PN25.0 MPa（相当于ANSI CLASS 1500）；螺栓材料：25Cr2MoVA；垫片型式：圆环垫；垫片材料：不锈钢及软钢。
表-3列出了上述条件下各种公称直径法兰对应的法兰螺栓紧固力矩。
表-3 法兰螺栓紧固力矩d) 法兰压力等级：PN25.0 MPa（相当于ANSI CLASS 1500）；螺栓材料：35CrMoA；垫片型式：圆环垫；垫片材料：不锈钢及软钢。
表-4列出了上述条件下各种公称直径法兰对应的法兰螺栓紧固力矩。
表-4 法兰螺栓紧固力矩e) 法兰压力等级：PN42.0 MPa （相当于ANSI CLASS 2500）；螺栓材料：25Cr2MoVA ； 垫片型式：圆环垫； 垫片材料：不锈钢及软钢。
表-5列出了上述条件下各种公称直径法兰对应的法兰螺栓紧固力矩。
表B-5 法兰螺栓紧固力矩f) 法兰压力等级：PN42.0 MPa（相当于ANSI CLASS 2500）；螺栓材料：35CrMoA；垫片型式：圆环垫；垫片材料：不锈钢及软钢。
表-6列出了上述条件下各种公称直径法兰对应的法兰螺栓紧固力矩。
表B-6 法兰螺栓紧固力矩。
法兰螺栓预紧力的计算
法兰螺栓预紧力的计算对法兰的连接螺栓进行计算有时是必要的，下面根据GB150整理出关于螺栓预紧力的计算公式如下：
一、已知条件----垫片系数
Ko------预紧垫片系数，单位：mm，
Kd------常温下垫片材料变形阻力,单位：MPa
已知条件----计算参数
三、计算：
预紧状态下最小螺栓载荷La=3.14*Dg*Ko*Kd单位N
操作状态下最小螺栓载荷Lp=y*（0.785*Dg2*p+3.14*Dg*k1*p*Fs）单位N 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积Aa=La/[σ]b，单位：mm2
操作状态下需要的最小螺栓总截面积Ap=Lp/[σ]b，单位：mm2
设计需要的螺栓总截面积：
取Aa和Ap中的较大者Am=Max（Aa，Ap）单位：mm
螺栓的螺纹底径d0=C
*
4单位：mm
A m/(3.14
*
n)
预紧状态下螺栓的设计载荷L=（Am+Ab）/2*[σ]b单位：N
操作状态下螺栓的设计载荷L=Lp单位：N。
SESA 0301-2001 管道法兰螺栓紧固力矩
附录 B。
SESA 0301-2001 附录 A 法兰螺栓紧固力矩的计算实例
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A1 计算实例一
A1.1 已知数据
A1.1.1 法兰等级 PN42.0 MPa，公称直径 DN200，设计温度 450 ℃，螺栓材料
25Cr2MoVA。
A1.1.2 垫片为圆环垫，垫片材料为 TP316，垫片宽度ω为 22.224 mm；垫片接触
2 计算方法
SESA 0301-2001
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2.1 一般要求
2.1.1 本标准考虑了流体静压力及垫片压紧力的作用，未考虑外力、外力矩的作用。
2.1.2 法兰螺栓紧固力矩是指为避免操作状态下法兰泄漏，在法兰安装时扭紧螺栓所
需的扭力矩。该扭力矩在避免法兰泄漏的同时, 不致造成垫片损坏、法兰永久变形和
F＝
π 4
×
DG2
×
P
＝ 3.14 ×279.42×20 4
＝1.2262×106 （N）
A1.2.5 计算操作状态下需要的最小垫片压紧力 FP： 由表 2.2.5 可知，不锈钢圆环垫的垫片系数 m 为 6.5；由式（2.2.5）中计算得到
操作状态下需要的最小垫片压紧力 FP： FP＝2π×DG×b×m×P ＝2×3.14×279.4×2.778×6.5×20
由表 2.2.5 可知，不锈钢圆环垫的垫片比压力 y 为 179.3；由式（2.2.7）计算预
紧状态下需要的最小螺栓总荷载 Wa 为：
Wa＝π×DG×b×y
＝3.14×279.4×2.778×179.3
＝4.372×105 （N）
A1.2.8 计算预紧状态下的螺栓设计总荷载 Wy：
a) 按式（2.2.8-1）计算预紧状态下需要的最小螺栓总面积 Aa：
螺栓预紧力和扭矩的换算公式
螺栓预紧力和扭矩的换算公式螺栓的预紧力和扭矩是机械连接中常用的参数，通过正确的计算和换算可以保证螺栓连接的安全和可靠性。
在机械设计和工程实践中，螺栓的预紧力和扭矩是非常重要的参数，对于螺栓的安装和使用起着至关重要的作用。
1. 螺栓预紧力的计算螺栓的预紧力是指在螺栓安装过程中，通过施加力使螺栓被挤压并产生预应力的力量。
预紧力的大小直接影响到螺栓连接的紧固质量和承载能力。
常见的计算螺栓预紧力的公式为：$F_p = k \\cdot F_t$其中，F p为螺栓的预紧力，单位为牛顿（N）；F t为螺栓的拉力，单位为牛顿（N）；k为螺栓的拉伸系数。
2. 螺栓扭矩与预紧力的关系在实际的螺栓安装过程中，通常会使用扭矩来拧紧螺栓。
螺栓的扭矩与预紧力之间存在着一定的关系。
一般来说，螺栓的扭矩与预紧力之间的换算关系可以通过以下公式表示：$T = \\frac{F_d \\cdot d_r}{2}$其中，T为扭矩，单位为牛顿·米（N·m）；F d为预紧力，单位为牛顿（N）；d r为螺栓的公称直径，单位为米（m）。
3. 举例说明假设一个直径为10毫米的螺栓的预紧力为1000牛顿，根据上述公式计算其所需的扭矩：$T = \\frac{1000 \\times 0.01}{2} = 5 N·m$因此，对于这个螺栓，需要施加5牛顿·米的扭矩来达到预定的预紧力。
结论螺栓的预紧力和扭矩是机械连接中重要的参数，合理的计算和换算可以确保螺栓连接的安全可靠。
通过适当的预紧力和扭矩的控制，可以有效地防止螺栓松动或过紧，保证机械设备的正常运行。
以上是关于螺栓预紧力和扭矩的换算公式的介绍，希望对您有所帮助。
压力容器法兰联接拧紧螺栓力矩的计算
b—法兰的计算宽度 mm y—初始密封比压 MPa m—法兰垫子系数 p—介质工作压力 MPa 2 最终预紧力的确定 设备在操作条件下，螺栓要受到两个力的作用即： 介质压力： P=
1 π D2mP 4
N
工作时法兰垫子压紧力：F2=2π Dmbmp N 故在在正常操作时螺栓所受的压力为：F=P+ F2 这时要和前面计算的预紧力 F1 进行比较取最大者作为最终预紧力 F。 2 拧紧螺栓力矩计算 螺栓在拧紧的过程中，要克服两方面的力矩，即： 螺栓和螺母螺纹之间的力矩 M1 螺母和法兰或垫片之间的摩擦力矩 M2 拧紧螺栓的预紧力矩 M 至少为： M=M1+M2 钢制普通粗牙螺纹 M10～68mm 其经验公式为： M=0.2dF （3—5） 每条螺栓的预紧力钜为：M/n M —预紧力钜， d —螺纹大直径 mm n —螺栓个数 3 螺栓强度的核算 法兰垫子预紧力和预紧力钜确定以后，要核算螺栓强度，避免因力矩过答大造成螺 栓损坏。应力计算及强度条件如下： F=
在实际工作中，有相当一部份垫子都是自己制作，没有试验条件无法取得 m、y。只能 参照同种材料的垫子选取 m、y，进行计算预紧力和预紧力力矩。 当压力容器工作时，随着介质压力、温度的变化。密封各部件发生热变形，特别是螺栓 热膨胀伸长，使得螺栓松弛。法兰垫子应力降低，当剩余应力小于工作密封比压σ t，这时 密封失效发生泄漏。只有当垫子剩余应力不小于工作密封应力时，垫子发生回弹自动密封， 才能保证密封有效。为了确保工作密封比压，当介质温度达到工艺操作温度时，有必要对螺 栓进行拧紧检查，保证垫子应力不小于工作密封应力。同时要记录力矩数据，把核定的力矩 作为以后检修的预紧力矩。 五 结束语 通过上述对压力容器法兰联接螺栓预紧力矩的分析计算及校正，在实际检修中分多次 对角拧紧法兰螺栓，最终达到调整的力矩。更重要的是通过使用力矩扳手来控制力矩，使法 兰上的每个螺栓拧紧力矩相同，法兰垫子受力均匀。通过这种方法，经过实践总结，把拧紧 螺栓力矩，补充到检修规程中，在检修中更具针对性。使之成为检修标准。这也是压力容器 （特别是换热器）检修规程所要求的内容。 参考文献:化工机械设计基础，高等教育出版社。 机械设计基础，高等教育出版社。 作者联系地址：宁夏炼化公司机修车间
螺栓拧紧力矩计算
螺栓拧紧力矩计算书一．相关计算参数： 螺栓规格 d mm 螺距 P mm螺纹原始三角形高度H mm 外螺纹中径 d2 mm 外螺纹小径 d1 mm 计算直径 d3 mm螺栓公称应力截面积As mm2 螺栓材料屈服强度s σ MPa计算拧紧力矩 T Nm 二．计算内容：根据要求，所需计算DN300及以上接管法兰所配螺栓拧紧力矩，故统计相关法兰如下：N1 N2 N4 N6 一效结晶器 DN1200 DN900 DN1200 DN600 二效结晶器 DN1200 DN1200 DN1200 DN600 三效结晶器 DN1200 DN1600 DN1200 DN600 APU 效结晶器DN800DN1400DN800DN600根据管法兰相关标准，DN600所配螺栓为M33 DN800、DN900、DN1200所配螺栓为M39 DN1400、DN1600所配螺栓为M45 三．计算过程：螺栓规格 d d=33 螺距 P P=3.5螺纹原始三角形高度H 031.35.3866.0866.0=⨯=⨯=P H 外螺纹小径 d1 21.29031.3852338521=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d 外螺纹中径 d2 73.30031.3832338322=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d计算直径 d3 7.28031.36121.296113=⨯-=⨯-=H d d螺栓公称应力截面积As14.69327.2873.30414.3242232=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯∏=d d A s螺栓材料屈服强度s σ 114 计算拧紧力矩 T91.31210003314.69311412.012.0=÷⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=d A T S S σ通常取计算值的0.8倍左右作为实际应用的拧紧力矩值故Nm T T 3.25091.3128.08.0=⨯=⨯=螺栓规格 d d=39 螺距 P P=4螺纹原始三角形高度H 46.34866.0866.0=⨯=⨯=P H外螺纹小径 d1 67.3446.3852398521=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d外螺纹中径 d2 4.3646.3832398322=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d计算直径 d3 1.3446.36167.346113=⨯-=⨯-=H d d螺栓公称应力截面积As 75.97521.344.26414.3242232=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯∏=d d A s螺栓材料屈服强度s σ 114 计算拧紧力矩 T58.52010003975.97511412.012.0=÷⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=d A T S S σ通常取计算值的0.8倍左右作为实际应用的拧紧力矩值故Nm T T 5.41658.5208.08.0=⨯=⨯=螺栓规格 d d=45 螺距 P P=4.5螺纹原始三角形高度H 89.35.4866.0866.0=⨯=⨯=P H外螺纹小径 d1 13.4089.3852458521=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d外螺纹中径 d2 1.4289.3832458322=⨯⨯-=⨯⨯-=H d d计算直径 d3 48.3989.36113.406113=⨯-=⨯-=H d d螺栓公称应力截面积As 1306248.391.42414.3242232=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯∏=d d A s螺栓材料屈服强度s σ 114 计算拧紧力矩 T98.803100045130611412.012.0=÷⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=d A T S S σ通常取计算值的0.8倍左右作为实际应用的拧紧力矩值故Nm T T 2.64398.8038.08.0=⨯=⨯=四。
法兰连接中螺栓拧紧力矩的计算
4 预紧力矩的计算
对于螺栓连接，其拧紧力矩 M 由三部分组成，第一部分 由升角产生，用于产生预紧力使螺栓伸长，第二部分为螺纹 副摩擦，第三部分为支撑面摩擦 [5]。每个螺栓的拧紧力矩 可按式（8）计算：
图 1 螺栓-垫片（法兰）受力变形图
螺栓、垫片（法兰）在预紧力作用下其应力与应变符合 虎克定律，即直线关系，Q1 为螺栓所需要的最小预紧力。在 Q1 作用下螺栓伸长量为 δb，垫片（法兰）压缩量为 δf 此 时螺栓与垫片载荷相等。 升压后， 螺栓载荷增加， 而垫片 （法 兰）的变形量减少，即螺栓沿 OA 延伸到 B 点，垫片沿 AE 下 降到 G 点。B 点的最小值则为 Wp，而 G 点所对应的值则是操 作状态下需要的最小垫片压紧力 Fp。 由此可知对螺栓施加预 紧载荷 Q1 则可保证在升压后法兰不会发生泄漏，即保证升 压后螺栓的载荷能保持为 Wp。 只要求出 ΔF 则可以求出所需 的预紧力 Q1。由图 1 可看到在内压 F 作用下，螺栓的继续伸 长量为 Δδb’，垫片压缩量所减少的部分为 Δδf’，由 变形协调可知螺栓伸长部分等于垫片（法兰）压缩量减少的 部分，根据材料力学可知： 垫片（法兰）的回弹/ E f Ag
' F F Lb / Eb Ab 螺栓的伸长量： b
F Tg Eb Ab E g Ag Lb F T Tg Eb Ab E f Ag Lb 1
（3） （4） （5）
因此可得：
Q F F
3 最大预紧力的确定
为了保证垫片能在弹性状下工作，在预紧时单位有效面 积上的压紧力应控制在 4y 左右， 因此正常垫片“单位面积” [3、4] 的预紧力应当是在 y～4y 之间 ，即螺栓的预紧力为 Fa～ 4Fa。由于实际配置中螺栓的面积 Ab 总大于计算所需要的螺 栓最小面积 Am， 为了防止预紧时螺栓过量拧紧造成法兰超载， 在计算螺栓最大载荷时，螺栓面积是按实际总截面积与计算 面积的平均值考虑的， 即螺栓的最大设计载荷不应超过式 （7 ） 的计算值，因此为保证螺栓拧紧时不至于把垫片压坏或造成 法兰超载，螺栓预紧力应为 4Fa 与 W 中的小值。 A Ab b W m 2 （7） 式中：W —螺栓设计载荷（N）;Am — 需要的螺栓总面 积（mm2）;Ab — 实际的螺栓总面积（mm2）;[σ]b— 室温 下螺栓材料的需用应力（Mpa）
螺栓拧紧力矩标准及计算详解
螺栓拧紧力矩标准及计算详解
螺栓拧紧力矩是选定螺栓类型、式样的重要依据。
对于标准的螺栓，有固定的螺栓拧紧力矩范围的，可以根据此范围来选定螺栓。
一般来说，螺钉的抗拉、抗剪强度是一定的，实际使用时应根据具体连接应力推算拧紧力，然后选择合适规格的螺钉螺栓。
螺栓拧紧力矩计算
T=KFd
T:拧紧螺母的力矩
K:扭矩系数(近似取0.2)
F:预紧力
d:螺栓大径
备注：一般联接用钢制螺栓联接推荐按下列关系确定
碳素钢：F<=(0.6～0.7) Os A1
合金钢：F<=(0.5～0.6) Os A1
Os：螺栓材料的屈服极限
A1：螺栓危险剖面面积。
法兰连接中螺栓拧紧力矩的计算
Fa 3.14 DG by
p 由图 1 可知： 1 （6 ） 式 中 ： Eb— 螺 栓 材 料 在 操 作 温 度 下 的 弹 性 模 量 （ Mpa ） ;Eg— 垫 片 材 料 在 操 作 温 度 下 的 弹 性 模 量 （ Mpa ） ;Ef— 法螺栓总截面积（mm2）;Ag— 垫片实际接触面 积（mm2 ）;Lb— 螺栓计算长度（ mm）;Tg— 垫片计算厚度 （mm）;T — 连接件的总厚度（mm） 。上述分析是基于法兰 已建立预密封条件的基础上，即垫片在预紧力的作用下已发 生变形将法兰面微小不平整处予以填没。所以螺栓的预紧力 尚需满足式（1）的要求，因此螺栓的最小预紧力应为 Q1 与 Fa 中的大值。
1 概述
螺栓预紧力是影响密封的一个重要因素，预紧力必须使 联接处实现初始密封条件，并保证垫片不被压坏或挤出。由 于计图样中并没有给出螺栓拧紧扭矩，导致在实际中仅凭经 验对法兰进行上紧，可能会出现预紧力过大或过小的情形， 导致泄露的出现。对于泄露的出现采取的方法往往是再次拧 紧螺栓。这对于预紧力不足的情况是有效的，但对于预紧力 过大，垫片已被压坏的情况则只是适得其反，再次的拧紧可 能会导致法兰产生过大的变形、螺栓被拧坏的情况。在螺栓 拧紧中影响螺栓预紧力的则是螺母的拧紧力矩，因此求得拧 紧力矩，则可以在法兰连接时有目的地拧紧螺栓，不至于出 现预紧力过大或不足的情况。
4 预紧力矩的计算
对于螺栓连接，其拧紧力矩 M 由三部分组成，第一部分 由升角产生，用于产生预紧力使螺栓伸长，第二部分为螺纹 副摩擦，第三部分为支撑面摩擦 [5]。每个螺栓的拧紧力矩 可按式（8）计算：
图 1 螺栓-垫片（法兰）受力变形图
螺栓、垫片（法兰）在预紧力作用下其应力与应变符合 虎克定律，即直线关系，Q1 为螺栓所需要的最小预紧力。在 Q1 作用下螺栓伸长量为 δb，垫片（法兰）压缩量为 δf 此 时螺栓与垫片载荷相等。 升压后， 螺栓载荷增加， 而垫片 （法 兰）的变形量减少，即螺栓沿 OA 延伸到 B 点，垫片沿 AE 下 降到 G 点。B 点的最小值则为 Wp，而 G 点所对应的值则是操 作状态下需要的最小垫片压紧力 Fp。 由此可知对螺栓施加预 紧载荷 Q1 则可保证在升压后法兰不会发生泄漏，即保证升 压后螺栓的载荷能保持为 Wp。 只要求出 ΔF 则可以求出所需 的预紧力 Q1。由图 1 可看到在内压 F 作用下，螺栓的继续伸 长量为 Δδb’，垫片压缩量所减少的部分为 Δδf’，由 变形协调可知螺栓伸长部分等于垫片（法兰）压缩量减少的 部分，根据材料力学可知： 垫片（法兰）的回弹量：