液压式紧固螺母(螺栓)的设计
标准螺栓的拧紧扭矩及轴向力DFCVCM5722-2015
标准螺栓的拧紧扭矩及轴向力DFCVCM5722-2015Q/DFCVQ/DFCVCM5722—2015I本标准根据GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写规则》的要求制定。
本标准的附录A 为资料性附录。
本标准由东风商用车有限公司东风商用车技术中心提出。
本标准由东风商用车有限公司标准化委员会归口。
本标准起草单位：东风商用车技术中心工艺研究所。
本标准主要起草人：卢海波、李满良、严春雨、张先国、牛恩来本标准为首次发布。
Q/DFCVCM5722—20151标准螺栓的拧紧扭矩及轴向力标准螺栓的拧紧扭矩及轴向力1 范围本标准适用于东风商用车产品开发过程中标准螺栓（螺母）的拧紧扭矩确定及制造过程中的拧紧扭矩控制。
本标准规定了标准螺栓采用扭矩法拧紧时的目标扭矩、扭矩控制范围及在给定条件下的轴向力范围。
本标准以《东风商用车标准件手册》为基础，所指的标准螺栓包括Q150B、Q151B、Q151C、Q184、Q185、RQ185及Q186系列螺栓。
本标准也适用于标准螺母，标准螺母包括Q320、RQ323、Q328、Q329、Q330、Q331、Q334、RQ335、Q340B、Q341B、Q360B、Q361B、Q363B。
对于锁紧螺母，可根据本标准的推荐做法，适当提高拧紧扭矩。
本标准中的拧紧扭矩是根据螺栓（螺母）的承载能力确定的，产品设计师在实际采用时还应考虑相关零件如被夹紧件、配合螺纹紧固件的承载能力。
本标准将零件的表面状态划分为润滑态和非润滑态，表面状态不明确时，应按润滑态确定拧紧扭矩。
但由此导致的轴向力的分散程度扩大，应予以考虑。
对于承受较大工作载荷的螺纹紧固件，在引用本标准时，还需针对工作载荷进行校核。
本标准不适用于焊接螺栓、焊接螺母。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
螺母设计指南
螺母设计指南1 范围本指导性技术文件给出了符合GB/T 3098.2规定的螺母设计准则，以防止静态拉力超载时出现螺纹脱扣的失效形式。
本指导性技术文件也适用于非标准螺母或与螺栓配合的内螺纹件(符合GB/T 192）。
但是，尺寸因素，如对边宽度或其他与螺母刚度有关的尺寸、螺纹公差等都会影响螺栓和螺母连接副的承载能力。
因此，应针对计算结果进行验证试验。
注：本指导性技术文件提到的“螺栓”和“螺母”用作内外螺纹紧固件的通用术语。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。
GB/T192普通螺纹基本牙型（GB/T192-2003，ISO68-1：1998,MOD）GB/T196普通螺纹基本尺寸（GB/T196-2003，ISO724：1993，MOD）GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱（GB/T3098.1-2010，ISO898-1：2009，MOD）GB/T3098.2紧固件机械性能螺母（GB/T3098.2－201×,ISO898-2：2012,MOD）ISO 18265 金属材料硬度值的换算（Metallic materials —Conversion of hardness values）3 代号以下给出的代号适用于本指导性技术文件。
A s螺栓实际应力截面积，mm2A s,公称螺纹公称应力截面积，mm2A Sb外螺纹承剪面积，mm2A Sn内螺纹承剪面积，mm2C1螺母扩张的修正系数C2螺纹弯曲影响螺栓脱扣强度的修正系数C3螺纹弯曲影响螺母脱扣强度的修正系数d外螺纹公称直径，mmd1外螺纹基本小径，mmd2外螺纹基本中径，mmd3外螺纹小径，mmd A A S对应的等效直径，mmD内螺纹公称直径，mmD1内螺纹基本小径，mmD2内螺纹基本中径，mmD c螺母沉孔直径，mmD m螺母有效高度或旋合螺纹长度m eff上，沉孔截面的平均直径，mmF （普通）拉力载荷，NF Bb螺栓断裂载荷，NF m极限拉力载荷，NF p保证载荷，NF S螺栓和螺母连接副的脱扣载荷，NF Sb外螺纹脱扣载荷，NF Sn内螺纹脱扣载荷，NF u极限夹紧力，NF y 屈服夹紧力，NH c端面倒角高度，mmH螺纹原始三角形高度，mmm螺母高度，mmm c螺纹脱扣失效与断裂失效等概率螺母临界高度，mmm eff螺母有效高度，mmm eff,c螺纹脱扣失效与断裂失效等概率螺母有效临界高度，mmP螺距，mmR m抗拉强度，MPaR mn螺母抗拉强度，MPaR S强度比s 螺母对边宽度，mmS P保证应力，MPax剪切强度/抗拉强度比μth 螺纹间摩擦系数τBb 螺栓材料剪切强度，MPaτBn 螺母材料剪切强度，MPa4 设计原则4.1承受拉力载荷时螺栓和螺母连接副可能出现的断裂形式当螺栓和螺母连接副承受过载的静态拉力时，会出现以下三种失效形式：——当螺纹旋合长度足够，螺母或内螺纹材料强度足够时，螺栓断裂；—— 当螺纹旋合长度太短，螺母或内螺纹材料强度较高时，外螺纹脱扣； —— 当螺纹旋合长度太短，螺母或内螺纹材料强度较低时，内螺纹脱扣。
HG／T 20613-2009钢制管法兰用紧固件(PN系列)(带书签)
《紧回件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺柱一般要求 >>GB/T 5779. 1 《紧固件表面缺陷 螺母 ))GB/T 5779.2 《紧固件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺栓特殊要求 ))GB/T 5779. 3 《钢制管法兰 CPN 系列) ))HG/T 20592 《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定 CPN 系列) ))HG/T 20614 《承压设备元损检测 ))JB/T 4730 《电气绝缘用盼醒玻璃纤维模塑料 ))JB/T 5822 《环氧层压玻璃布管 ))JB/T 8150 《火力发电厂商温紧固件技术导则))DL/T 439 184
MI0 , M12 , M16 , M20 , M24 , M27 , M30 , M33
GB/T 6176
M36 X3 , M39X 3, M45X3 , M52X4 ,
M56X4
一一一 按 ASTM A194-2006a<< 高压或(和)高温用碳和合金钢螺母》的规定。
30CrM。
35CrMo OCr1 8Ni9
GB;T 3098. 1. 5. 6 GB;T 3098. 6. A4-50
A2-50
注.低强度紧固件材料仅适用于压力等级小于或等于 PN40 的法兰以及非金属平垫片。
4. O. 2 紧回件材料的使用压力和温度范围按本标准表 5. O. 4 的规定。
4.0.3 商品级紧固件的材料和力学性能应符合 GB/T 3098. 1 、 GB/T 3098.2 、 GB/T 3098.6 和 GB/T 3098. 15 的规定。 4.0.4 专用级紧固件的化学成分、热处理制度以及力学性能应符合表 4. O. 4 的要求。力学性能试 样应在规定热处理后的毛坯上沿轧制方向切取，试样切取的位置为:
十二种经典的螺栓防松设计
十二种经典的螺栓防松设计常用的防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松。
机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松，而永久防松称为不可拆卸防松。
常用的永久防松有：点焊、铆接、粘合等，这种方法在拆卸时大多要破坏螺纹紧固件，无法重复使用。
常见摩擦防松有：利用垫片、自锁螺母及双螺母等。
常见的机械防松方法：利用开口销、止动垫片及串钢丝绳等。
今天咱们分享12种比较流行或者说在网上分享比较多的防松设计，希望这些设计能给大家提供选择或者带来帮助。
1. 双螺母对顶防松螺母原理：双螺母防松时产生两个摩擦力面，第一摩擦力面是螺母与被紧固件之间，第二摩擦力面是螺母与螺母之间。
安装时，第一摩擦力面的预紧力为第二摩擦力面的80%。
在冲击和振动载荷作用时，第一摩擦力面的摩擦力会减小和消失，但同时，第一螺母会被压缩导致第二摩擦力面的摩擦力进一步加大。
螺母松退必须克服第一摩擦力和第二摩擦力，由于第一摩擦力减小的同时第二摩擦力会增大。
这样防松效果就会比较好。
唐氏螺纹防松原理：唐氏螺纹紧固件也是采用双螺母防松，但是，两个螺母的旋转方向相反。
在冲击和振动载荷作用时，第一摩摩擦力面的摩擦力会减小和消失，第一螺母(图中右旋)会产生松退趋势，即螺母向左旋转。
但是第二螺母(图中左旋)的旋向与第一螺母的旋向相反，因此第一螺母的松退力直接转换成第二螺母的拧紧力。
这样，螺母万万不会松退。
2. 30°楔形螺纹防松技术在30°楔形阴螺纹的牙底处有一个30度的楔形斜面，当螺栓螺母相互拧紧时，螺栓的牙尖就紧紧地顶在阴螺纹的楔形斜面上，从而产生了很大的锁紧力。
由于牙形的角度改变，使施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴成60度角，而不是像普通螺纹那样的30度角。
显然30°楔形螺纹法向压力远远大于扣紧压力，因此，所产生的防松摩擦力也就必然大大增加了。
施必牢螺纹结构示意图从下面的图可以看到二个箭头所表示的力均为Pɑ，传统的60度角螺纹的法向压力P=1.15Pɑ；而30°楔形螺纹由于牙底有一个30度角的楔形斜面，其法向压力的角度、大小均有改变，法向压力P=2Pɑ。
液压式紧固螺母的设计
液压式紧固螺母(螺栓)的设计(总38页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除学位论文诚信声明书本人郑重声明：所呈交的学位论文（设计说明书）是我个人在导师指导下进行的研究（设计）工作及其取得的研究（设计）成果。
尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文（设计说明书）中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究（设计）成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。
与我一同工作的同志对本研究（设计）所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了致谢。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。
学位论文作者签名：刘博日期：2010/5/20学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：在校期间所做论文（设计）工作的知识产权单位属于西安科技大学。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。
本人允许论文（设计说明书）被查阅和借阅；学校可以公布本学位论文（设计说明书）的全部或部分内容并将有关内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编本学位论文。
保密论文待解密后适用本声明。
学位论文作者签名：刘博指导教师签名：2010年月日题目：液压式紧固螺母（螺栓）的设计专业：机械设计制造及其自动化学生：（签名）指导教师：（签名）摘要基于大螺栓联接使用中预紧力不足而导致联接失效的问题，提出并设计了一种超高压液压螺母，对螺母体、活塞体及紧圈等主要组成件进行了结构设计和强度计算，介绍了色标位置的确定，并探讨了组合密封问题。
与传统的螺栓预紧工具相比，具有操作简单，使用方便，安全性高等特点。
运用它可以很容易地实现螺栓的拉伸和螺母的预紧。
关键词：液压；螺母；联接；预紧Subject: Hydraulic Preten sion Method of NutsAbstractBased on the use of the bolt connection inadequate preload link failure caused the problem, and todesign a super—IligIl hydraulic nut；of the nut and the tight circle of detroit and other major components of the structural design and strengtIl, a color—location setting is introduced，and to explore the combination of sealing problem。
液压升降平台螺栓类型选择及紧固方法
液压升降平台螺栓类型选择及紧固方法概述剪叉式液压升降平台由结构特点决定，各支杆间需通过螺栓连接已达到在液压执行元件推动下实现起升和下落动作。
在此有必要对液压升降平台螺栓类型的选择以及螺栓紧固方法进行分析和归纳。
螺栓类型选择普通螺栓连接如GB/T5782-2000类型螺栓主要是通过螺栓预紧使两接触表面紧密贴合，依靠接触表面产生的摩擦力到达紧固效果，此类螺栓一般承受轴向力和较小的径向力。
不能承受径向力的原因为：当此类螺栓受到纯剪切力（径向力）时螺纹处会产生应力集中造成螺栓疲劳或螺栓剪断。
分析液压升降平台支杆连接螺栓工况知连接螺栓须能承受大剪切力，故GB/T5782-2000类型螺栓不适合应用于液压升降平台支杆连接中。
在螺栓设计过程中应借鉴GB/T27-1988六角头铰制孔用螺栓形式。
此时应按国家标准严格控制杆套与螺栓光杆之间的配合，已达到预期效果。
螺栓紧固方法在紧固螺栓前，须对螺栓进行彻底清洗，去除螺栓、螺母表面污垢、油渍、铁屑等异物，以提高螺栓、螺母表面质量，降低螺纹摩擦系数提高螺栓预紧力矩值。
常用清洗剂有：乐泰/可赛新连接紧固件专用清洗剂、汽油、酒精、丙酮等溶油性溶剂。
由于液压升降平台载重量大，螺栓所受剪切力相应增大，这也就造成螺栓直径较大。
一般情况下当螺栓直径大于M36时在螺栓清洗完毕后，需在螺栓表面喷涂二硫化钼或类似等同产品，以降低螺纹摩擦。
螺栓紧固流程如果操作不当很造成各螺栓受力不均匀，降低螺栓使用寿命，反映到整个液压升降平台系统，可能造成升降平台某处受力严重不均导致升降平台自身倾斜。
基于以上阐述，螺栓紧固流程的工艺制定对于升降平台性能、寿命是至关重要的。
根据我们的经验液压升降平台螺栓紧固流程如下：1.螺栓手动带紧。
2.设定液压扳手紧固力矩，对螺栓进行50%力矩螺栓预紧3.在螺栓过程中应遵循螺栓交叉对称预紧的原则4.对螺栓进行100%力矩螺栓预紧5.螺栓紧固力矩打满后，需应用同一个力矩扳手对螺栓进行检验。
液压螺母工作原理
THM液压螺母工作原理THM液压螺母是一种先进的螺栓装配方法，特别适用于狭窄空间和重负荷振动机械紧固，液压螺母的工作原理是利用液压油缸直接对螺栓施加外力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓拉长后旋紧液压螺母上的锁圈，这样螺栓就会被锁圈锁止在拉长的位置上。
液压缸位于螺栓中轴线的位置，用于对螺栓进行轴向拉伸，实现螺栓需要的拉伸量。
而正是螺栓的这种拉伸量决定了螺栓紧固所需的夹紧力。
当液压螺母被加压后，螺栓受到拉伸，同时液压螺母和结合面紧贴。
从而将螺栓的轴向形变锁住，也就是将剩余螺栓载荷锁在螺母里。
很多连接面之间都配有密封垫。
密封垫只有在连接面被压紧时才起作用，因此连接面始终保持被夹紧的状态就显得尤其重要了。
对螺栓施加的载荷与液压缸中的油压成正比关系，这样的设计能够非常精确地留住有效载荷。
由于载荷直接施加在螺栓上，且所有作用力都用于螺栓拉长，因此载荷产生所需的空间可以达到最小。
安装拉伸锁紧THM液压螺母特点拉伸方式不受螺栓润滑效果和螺纹摩擦大小的影响，可以得到更为精确的螺栓载荷。
可对多个螺栓进行同步拉伸，使整圈螺栓受力均匀，得到均衡的载荷。
由于采用最先进的超高压技术，可以在很小的空间内完成螺栓的锁紧。
拉伸方式对螺栓进行紧固得到的剩余载荷和有效载荷要比力矩方式更大，拉伸方式更适用于紧固精度要求较高的接合应用，它能使连接面受力均匀地实现接合，真正地防止泄漏。
THM系列液压螺母结构爱普THM液压螺母根据不同的使用分厚型和薄型、高压和超高压、顶环锁紧和底环锁紧。
THM液压螺母主要由油缸、活塞和锁圈组成，接油口有顶置和侧入设计。
个性化设计如果标准型号的液压螺母不能满足使用要求，爱普提供特殊的专业定做服务，为了准确反映螺栓的工况，敬请填写我们提供的螺栓数据调查表。
THM系列液压螺母THMA型液压螺母*适用于各种震动、快速转动、大力量设备和狭窄空间*经济高效、重量轻、精度高*可配手动泵、气动液压泵和电动液压泵*多个液压螺母可同时使用*标准工作压力150MPa使用范围：矿山、电力、油田、船舶、钢铁、石化、冶金等大型设备的螺栓紧固。
液压管路焊接方法兰工艺标准
液压管路焊接方法兰工艺标准前言本标准为公司新编制企业标准。
是根据公司的生产实际经验并参照有关船厂企业标准编制而成。
本标准由珠海太阳鸟游艇制造有限公司提出。
本标准由设计部归口。
本标准起草部门：设计部。
1 范围本标准规定了液压管路焊接方法兰（简称焊接方法兰）的分类、技术要求、检验和标志。
本标准适用于液压管路系统公称通经DN25～DN80的管路连接。
2 规范性引用文件GB/T 699-1999 优质碳素结构钢GB/T 1220-1992 304、316不锈钢GB/T 3698.1-1982 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T 3698.2-1982 紧固件机械性能螺母JB/ZQ4224 O形密封圈3 分类3.1 基本参数焊接方法兰的基本参数见表1。
表1 焊接方法兰基本参数3.2 A、B型焊接方法兰的结构和基本尺寸见表2、图1和图2。
表2 A、B型液压管路焊接方法兰的结构和基本尺寸单位为毫米图2 B型焊接方法兰3.3标记示列公称压力PN 20 MPa、公称通径DN 25㎜的凹密封面焊接方法兰，标记为：焊接方法兰 A20025 Q/SWS 34-016-2003公称压力PN 20 MPa、公称通径DN 50㎜的平密封面焊接方法兰，标记为：焊接方法兰 B20050 Q/SWS 34-016-20034 技术要求4.1 焊接方法兰材料见表3。
表3 焊接方法兰的材料4.2 焊接方法兰材料允许用锻件。
4.3 焊接方法兰表面应光滑，不得有降低强度和影响密封性的缺陷。
4.4 焊接方法兰的端面应与其轴线垂直，偏差不得大于30＇。
4.5 焊接方法兰厚度允许的负偏差为0.5㎜。
4.6 焊接方法兰用螺栓、螺母应发黑处理。
5 检验焊接方法兰有制造厂质量部门验收，并出具合格证书。
6 标志焊接方法兰的端面应打上标准号、型号钢印。
机械制图 16 螺栓
5.钻孔应画成120°
6.槽孔应倾斜45
7.螺纹终止线应高 于两接触面形成 的线。
螺钉连接改错
4.螺纹联接的防松
• 防松原因 • 防松方法
– 摩擦防松：弹簧垫圈、双螺母、金属锁紧螺母 – 机械防松：开口销与槽性螺母，止动垫圈，串
联金属丝 – 破坏螺纹副关系：焊住、冲击、粘合
例：已知被联接件： 上板厚δ＝8 板宽Ｂ＝16 材料：Ｑ235A（普通碳
素钢） 用沉头螺钉联接 螺钉 GB 68—85 Ｍ
6×L（螺钉长度）
螺钉联接的简化画法
1.1d
2d
d
0.25d
L1 L
0.25d
90º
0.1d 0.5d
0.5d
(
0.5d
45º
L1
L
沉头螺钉的长度选取
L L1 L1 — 螺钉的旋入长度
二.螺纹联接件
一字螺钉 十字螺钉
六角螺栓 内六角螺栓
螺钉
紧定螺钉
自攻螺钉
翼形螺钉
圆头螺钉
螺母
六角螺母
盖形螺母
开槽六角螺母
翼形螺母
带环螺母
垫圈
平垫圈
弹簧垫圈
轴上锁紧垫圈
轴上锁紧螺母
螺纹联接件的应用
飞机机翼
汽车轮胎
化工管道
常用螺纹联接件联接的类型
1. 螺栓联接 2. 螺钉联接 3. 双头螺柱联接 4. 紧定螺钉联接
钢或青铜：L1=d 铸铁: L1=1.25d-1.5d
L1=1.5-2d
— 上板厚
L L1 8 8 16
将L圆整为标准螺钉系列长度 16
螺钉联接的画法
16
M6
压力容器设计中螺栓（柱）和螺母的正确选用研究
压力容器设计中螺栓（柱）和螺母的正确选用研究发布时间：2021-01-25T10:57:54.837Z 来源：《基层建设》2020年第26期作者：张勇[导读] 摘要：压力容器在具体设计期间，螺栓（柱）与螺母选用正确性较为关键，对压力容器总体设计效果影响极大。
淄博太极工业搪瓷有限公司山东省淄博市 256400摘要：压力容器在具体设计期间，螺栓（柱）与螺母选用正确性较为关键，对压力容器总体设计效果影响极大。
若不加以把控，正确且科学地选定螺栓（柱）与螺母，则必将会无法保证压力容器经设计完成后可维持可靠稳定的运行状态。
鉴于此，本文主要围绕着设计压力容器当中螺栓（柱）及螺母正确选用开展深入地研究和探讨，期望可以为后续更多技术专家和学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。
关键词：螺栓（柱）；螺母；压力容器；设计；正确选用前言设计压力容器，其属于较为复杂的一项工作，螺栓（柱）及螺母正确选用属于重要节点，通过螺栓（柱）及螺母正确选用，能够增加压力容器内部各个元件实际匹配度，便于更好地保证压力容器总体的设计效果。
因而，综合分析设计压力容器当中螺栓（柱）及螺母正确选用，有着一定的现实意义和价值。
1 选用承压式螺栓（柱）和螺母层面 1.1 在配套选用层面选定承压螺栓（柱）期间，通常会选定40MnVB、35、35CrMoA、40MnB，其所配套螺母需选定好厚型专用的螺母，其含有着SH3404-1996的一种2型螺母及HG/T20634-2009类型专用的一种螺母。
满足相应条件后，可选定商品级螺栓及GB/T6170-2015六角Ⅰ型螺母。
常用商品性质承压螺栓，大部分是6.8级、8.8级。
压力容器实践设计期间，使用承压螺栓（柱）和配套螺母选定有着较为详细规定，调质状态需选定螺母用钢，回火的温度需高于螺栓组合钢实际回火温度。
结合容器标准法兰及其管法兰相应配套的螺栓，与现行标准相结合予以有效选定；压力容器类法兰，应结合NB/T47027-2012现行标准实施螺栓科学选定，选定专用性质厚型的螺母[1]；HG/T20615-2009的管法兰，其螺栓（柱）依照着HG/T20634-2009实施合理地选定，螺母则结合公称实际压力可比的CLass150大小及其介质可否属于易爆及有毒的，配垫片为非金属性质材料的垫片；选定六角的I型螺母，其可否实专用性质螺母。
常用紧固件选型设计和计算
5、螺栓、螺钉、螺柱和螺母选配
螺母性能等级
相配的螺栓、螺钉和螺栓
Ⅰ型
螺母
Ⅱ型
性能等级
螺纹规格范围
螺纹规格范围
4
3.6 4.6 4.8
＞M16
＞M16
——
5
3.6 4.6 4.8
≤M16
5.6 5.8
≤M39
6
6.8
≤M39
8
8.8
≤M39
9
9.8
≤M16
10
10.9
≤M391212ຫໍສະໝຸດ 9≤M39≤M39
螺栓、螺钉、螺柱和螺母设计选用
• 1、螺栓直径的计算 • 螺纹都是使用预紧联接，受力有以下三种
情况：
• ①、复合载荷（轴向载荷P和横向载荷R）
P 2
P 2
P∑
R
R
P
P
2
2
• 当螺栓预紧力在联接结合面处处产生的摩 擦力不足以克服联接件受的横向力时，螺
栓按复合载荷计算。
•
4 P2 3 R 0.5P
常用螺栓、螺钉、和螺柱的材料选用
材料和热处理
化学成分
C
P
S
max max
min max
碳钢
—— 0.20 0.05 0.06 —— 0.55 0.05 0.06
B max
0.003
0.003
中碳钢，淬火并回火 中碳钢，淬火并回火 中低碳合合金钢，淬火并回火 合金钢,淬火并回火
0.25 0.55 0.035 0.035 0.003 0.25 0.55 0.035 0.035 0.003 0.20 0.55 0.035 0.035 0.003 0.28 0.50 0.035 0.035 0.003
螺栓紧固技术的革命--超级螺栓
螺栓紧固技术的革命--超级螺栓展开全文简介紧螺栓(又叫超级螺母)，如图1，另一种是螺栓自身带一圈预紧螺栓的形式，两者一般都有硬垫随着现代工业的迅速发展，大型及超大型机械圈。
这种螺栓要求达到 600kN的最终预紧力。
设备广泛应用于石化、电站、矿山、农业生产及交通运输等行业，在冶金行业大型螺栓的使用也极为普遍。
但一些问题也随之而来，即传统的紧固件和紧固方法已不能满足这些大型设备联接的需要。
此时一种构思巧妙、使用安全方便、性能可靠的紧固件——超级螺栓运用而生，它的出现可称之为螺栓紧固技术的革命。
超级螺栓的应用，不仅有利于提高设备的完好率，延长使用寿命，而且便于维修。
超级螺栓的构成及使用方法超级螺栓又称多级顶推螺栓，它是由一个中心图1 螺母上带一圈预紧螺栓螺栓和一个周围带有一圈卫星小螺栓的螺母及一个高强垫片组成。
拧紧一个超级螺栓可产生10，000短吨的预紧力，可承受的应力水泵为25万磅/平方英寸。
通过使用顶推预紧螺栓（超级螺栓）技术，解决了在螺栓安装、拆卸和*预紧的众多难题。
使用多级顶推预紧螺栓，安装时只需普通扭矩扳手即可完成，不需要大锤敲击、加热、液压拉伸、液压扳手等传统的螺栓紧固方法，真正做到省时、省力、省钱。
普通螺栓的缺点：强度等级多，现场不宜识别，造成错用；高强度螺栓所需扭矩高，一般增力扳手不易实现；由于空间、增力扳手的限制，使紧固力矩不均匀，造成螺栓的受力不均而断裂；螺栓寿命短，如松动后紧固不及时，易加剧连接件的损坏，造成机械事故甚至人身伤亡；维修人员的劳动强度大，劳动效率低；增力扳手价格昂贵，成本高，已损坏。
超级螺栓的优点：超级螺栓安装简便，使用手动工具可比普通螺栓减少60%以上的安装时间，拆卸时不用象普通螺栓那样有时需要气割烧断、电动劈开。
由于拆卸安装方便，使用超级螺栓大大地缩短了停机时间，同时超级螺栓还适用于狭小空间及恶劣环境，并可提高安全性能和工作效率。
可以反复使用、保障安全、避免工伤事故。
中国紧固件标准
中国紧固件标准
中国紧固件标准主要包括国家、地方、行业、团体和企业标准。
这些标准为紧固件的设计、生产、检验和使用提供了技术规范和指导。
以下是一些主要的紧固件标准。
1.国家标准（GB）：如GB/T5789-2017《六角头螺栓和螺母》、GB/T196-2006《内六角圆柱头螺钉》等。
2.行业标准（JB/T、HG/T等）：如JB/T4707-2000《不锈钢紧固件》、HG/T20616-2009《石油化工设备用紧固件》等。
3.地方标准（DB）：如DB/T29-1999《六角头螺栓和螺母》等。
4.团体标准（T/CISA等）：如T/CISA081-2021《耐候钢结构紧固件用热轧盘条及圆钢》等。
5.企业标准（Q/XXX）：如Q/320282JYB01-2006《六角头螺栓和螺母》等。
这些标准涵盖了紧固件的分类、尺寸、等级、材料、表面处理、检验方法等方面。
在紧固件的生产和使用过程中，应严格遵循这些标准，以确保产品质量和可靠性。
标准紧固件扭矩设计原则
标准紧固件设计原则Design Principles For Standard Fasteners前言本标准依据标准紧固件通用国家标准，并综合行业经验制定。
适用于我司充换电产品中标准紧固件的设计校核和安装使用（本标准仅适用于自制加工件锁附以及本文件定义的标准件，其他未定义的标准件请咨询供应商）。
本标准首次发布目录 (3)1 范围 (4)2 规范性引用文件 (4)3 术语和定义 (4)4 选用原则 (5)5 螺栓拧紧力矩 (5)6标准件的扭矩定义 (9)标准紧固件设计原则Design Principles For Standard Fasteners1 范围本规范规定了结构设计中常用的标准紧固件设计原则，适用于我司充换电产品。
2 规范性引用文件下列文件对于本技术规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本规范。
机械设计手册-第六版-（成大先主编）GB/T 70.1 内六角圆柱头螺钉GB/T 93 标准型弹簧垫圈GB/T 97.1 平垫圈 A 级GB/T 848 小垫圈 A 级GB/T 5783 六角头螺栓全螺纹GB/T 6170 1 型六角螺母QC/T 518-2007 汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩规范JB/ZQ 4757-2006 化学锚栓JB/ZQ 4763-2006 膨胀螺栓3 术语和定义标准紧固件主要包含螺栓(六角头螺栓)、螺母(六角螺母)、垫圈(平垫圈、弹簧垫圈)、螺钉(圆柱头螺钉)。
4 选用原则对于充换电产品使用的标准紧固件，使用时暴露于空气中。
非关键部位可选用不锈钢材质，关键部位必须选碳钢材料或合金钢材质，表面达克罗处理(同一产品中保持一致)。
对于六角头螺栓，长度不超过 100mm 时，选 GB/T 5783 中的粗牙普通螺纹。
用碳钢材料或合金钢时，非关键部位性能等级选用 8.8 级，关键部位等级选用12.9级；对于不锈钢螺栓，性能等级选用 A2-70 级(A4-70 仅在湿热地区工业腐蚀或海洋气候环境时)。
机械设计之螺栓PPT课件
图２，拧紧—预紧状态 凸缘—压—δ2—F’ 栓杆— 拉 —δ1 →F’
Qp Qp
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b b
F Q'p
Qp Qp
Q'p
第24页/共63页
图3，加载F 后→工作状态
栓杆—继续拉— 1 1 1 1 从F' F0 F'' F ——总载
凸缘— 放松 — 2 2 2 2 从F' F'' ——残余预紧力
辗辗制制末末端端
XX bb
ll
dd
A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
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3）螺钉 与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
dkdk nn dd
nn dd
RR t t XX
bb ll
tt RR
9900°°
ll
4）紧定螺钉 锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平 端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大 的平面，适于经常拆卸 圆柱端——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置 轻材料和金属第薄9页板/共63页
如吊钩螺栓，工作前不拧紧，无F'， 只有工作载荷F起拉伸作用
强度条件为：
F
4
d12
[ ]
——验算用
4F
F
d1 [ ] ——设计用
d1——螺杆危险截面直径（mm） [σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa)
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２、紧螺栓联接——工作前有预紧力Ｆ’
F'
工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下： 复合应力状态预: 紧力Ｆ’→产生拉伸应力σ
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F
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学位论文诚信声明书本人郑重声明：所呈交的学位论文（设计说明书）是我个人在导师指导下进行的研究（设计）工作及其取得的研究（设计）成果。
尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文（设计说明书）中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究（设计）成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。
与我一同工作的同志对本研究（设计）所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了致谢。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。
学位论文作者签名：刘博日期：2010/5/20学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：在校期间所做论文（设计）工作的知识产权单位属于西安科技大学。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。
本人允许论文（设计说明书）被查阅和借阅；学校可以公布本学位论文（设计说明书）的全部或部分内容并将有关内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编本学位论文。
保密论文待解密后适用本声明。
学位论文作者签名：刘博指导教师签名：2010年月日题目：液压式紧固螺母（螺栓）的设计专业：机械设计制造及其自动化学生：（签名）指导教师：（签名）摘要基于大螺栓联接使用中预紧力不足而导致联接失效的问题，提出并设计了一种超高压液压螺母，对螺母体、活塞体及紧圈等主要组成件进行了结构设计和强度计算，介绍了色标位置的确定，并探讨了组合密封问题。
与传统的螺栓预紧工具相比，具有操作简单，使用方便，安全性高等特点。
运用它可以很容易地实现螺栓的拉伸和螺母的预紧。
关键词：液压；螺母；联接；预紧Subject: Hydraulic Preten sion Method of NutsAbstractBased on the use of the bolt connection inadequate preload link failure caused the problem, and todesign a super—IligIl hydraulic nut；of the nut and the tight circle of detroit and other major components of the structural design and strengtIl, a color—location setting is introduced，and to explore the combination of sealing problem。
Compared with the traditional pretension methods, it has some adwantages such as simplicity of operation，convenient for application and high is easy to stretch and fasten bolts using hydraulic – stretching equipment. Keywords：Hydraulic；Nut；Connection；pretension目录1 绪论 (1)几种有效的防松方法 (1)增加螺栓联接中的弹性伸长量 (1)采用新型垫圈及螺母 (1)采用高强度螺栓与屈服点拧紧法 (2)使用扭矩扳手，保证拧紧力矩 (2)在螺纹牙表面涂粘接剂 (2)采用液压防松螺母锁紧 (2)普通螺母的锁紧与液压螺母的区别 (3)2联接 (4)联接简介 (4)螺纹联接 (5)螺纹联接的主要类型 (5)螺纹紧固件的性能和材料 (6)螺栓联接拧紧、放松的目的和原因 (7)单个螺栓联接的受力分析和强度计算 (7)提高螺栓联接强度的措施 (9)3螺栓 (11)螺栓简介 (11)普通螺栓与高强螺栓的区别 (13)螺栓联接的放松机理 (13)传统螺栓的缺陷 (17)4液压螺母 (19)概述 (19)液压螺母的工作原理 (20)液压螺母的组成和结构 (20)液压螺母拉伸预紧原理 (21)材料的选用 (21)加工工艺路线 (22)设计要求分析与原始参数的给定 (22)主要构件的设计 (23)缸体的设计 (23)轴向尺寸及注油孔的确定 (25)活塞体设计 (26)锁紧螺母设计 (28)密封圈设计 (29)液压螺母的拉伸紧固法的特点 (30)使用方法与注意事项 (30)5结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)1绪论螺栓连接被认为是机械可拆联接的最主要形式，而普通螺栓联接特别是大螺栓联接，如采煤机各部联接螺栓，通风机与机架或基础螺栓联接，起重机机械底座及各部联接螺栓，金属井架与基础及各部联接等，螺栓的主要失效原因是由于预紧力不足而引起的，因此如何解决预紧力不足已成为亟待解决的问题。
几种有效的防松方法增加螺栓联接中的弹性伸长量在螺栓屈服之前，螺栓的拉伸变形是弹性变形，伸长量（F '）与预紧力（b δ）的关系式为： )b b e b A E l F '=δ其中e l 是螺栓有效长度；b E 螺栓材料的弹性模量；b A 螺栓的横截面，可见螺栓加载后的弹性伸长量与预紧力和螺栓长度成正比，与螺栓的截面积成反比。
螺栓的弹性伸长量愈大，防松效果愈好。
由上式可知螺栓伸长量与螺栓有效长度成正比，与螺栓的横截面积成反比。
采煤机箱体之间的联接，往往由于两边厚度有限，联接螺栓的长度不能很长，为此可以在两边联接的双头螺栓中间，各加两个套筒以增加联接螺栓的长度。
双头螺栓的中段直径，可以取螺纹的底径。
在不影响使用的强度下，减小螺栓截面积，从而增加螺栓的弹性伸长量。
在振动工况条件下，可取得一定的防松效果，德国的BDW-300L 采煤机的螺栓联接大都采用这种结构。
目前世界上功率较大的德国EDW450/1000L 大功率电牵引采煤机底托架采用了3条长1m 左右的液压螺栓联接,螺栓的弹性伸长量达3mm 。
该采煤机各大部件间采用的4条长达4m 的特长液压螺栓联接,螺栓的总伸长量达10～。
由于弹性伸长量特别大，预紧力亦相当高，大大提高了紧固件的防松性能和采煤机的可靠性。
采用新型垫圈及螺母目前国家标准公布的一般防松垫圈,在采煤机振动工况条件下,防松效果均不佳。
这里向大家推荐两种,一种锯齿形防松垫圈副,它是由二片锯齿形垫片组成。
锯齿形防松垫圈紧固后,由于垫片两端面有线凸缘及锯齿,从而使螺母不易反向松动,这种防松垫圈结构简单,防松效果远比弹簧垫圈好,在进口英国的AM500采煤机上已有使用。
另一种是新型的防松偏心带锥体的对顶螺母，由二个分别带有偏心凹凸圆锥体的螺母组成。
在振动工况下，由于预紧后偏心及圆锥体的锁紧效应，防松效果经试验室横向振动试验机上实测及地面和井下振动设备上实际应用，远比对顶螺母及嵌装尼龙螺母锁紧效果好。
国内引进的日本DR7575型爬底板薄煤层采煤机上，应用这种防松螺母较多,有一定的防松效果。
采用高强度螺栓及屈服点拧紧法采用高强度螺栓,因其屈服强度大，可以取得较高的预紧力，从而达到增大防松效果。
国际上目前采用紧固件的拧紧法来提高紧固螺栓的轴向预紧力，以达到增大防松效果及提高螺栓拉伸疲劳寿命的目的。
在英国SPS-安布内科横向振动试验机上实测横向振动防松效果，当螺栓轴向预紧力由s δ增加到s δ时，防松效果提高倍,当预紧力达到s δ时，防松效果还将大大提高。
使用扭矩扳手，保证拧紧力矩重要部位的紧固件安装时，均应标明设计安装拧紧力矩，并且通过力矩扳手达到规定的拧紧力矩。
以取得良好的防松效果。
在螺纹牙表面涂粘接剂这种粘接剂不是一般的粘接剂，对称为Threadlocker 的螺纹防松粘接剂有特定要求,美国生产有各种规格性能的螺纹防松粘接剂可供选用.选用的粘接剂,其抗剪强度应低于紧固件的抗扭强度,特别是M8以下的小螺栓,否则联接螺栓就不可能拆卸下了。
螺纹防松粘接剂提供的最小有效力矩，应不低于没有预紧力时的拆卸力矩。
通常有效力矩最好等于拧紧力矩的30%或拧紧后拆卸力矩的40%。
螺纹防松粘接剂有液体和固体两种，对大尺寸或不宜用手工涂液体防松粘接剂的，可使用固体防松粘接剂。
这种防松粘接剂的防松效果极佳，在振动试验台上试验结果表明，它的防松效果大大优于锁紧垫圈、锁紧螺母、尼龙嵌件锁紧螺母等防松装置。
采用液压防松螺母锁紧采煤机上各联接部位应用液压高强度防松螺母锁紧，是90年代国外新型采煤机中为提高运行可靠性而采取的一项最新技术。
目前国内新型超高压液压防松螺母也已研制成功，并在应用中取得了良好的效果。
它由一个带螺母的缸体、活塞体、锁圈（锁紧螺母）和组合密封等组成，活塞体上装有最大可能承受220MPa工作压力的超高压密封,缸体注入高压油后,推动螺母缸体向拉紧螺栓的方向移动,使螺栓产生弹性变形而被拉长。
螺栓伸长后，它与锁圈之间产生一个间隙（即弹性变形量），再将锁圈向缸体侧拧紧，锁圈拧紧后，贴紧缸体螺母，阻止螺栓不能回缩，再撤去压力油，从而达到了高预紧力锁紧的防松效果。
普通螺母的锁紧与液压螺母的区别普通螺母的锁紧靠转动扳手产生的扭矩来拧紧，大部分的力量（达90%以上）浪费在克服摩擦力上，作用在螺栓上的预紧力很小，常常会造成机械设备联接松动，引起故障。
液压螺母是靠液压力直接作用于螺母上而产生高预紧力的装置，它集液压拉紧与螺母功效于一体，解决了由于预紧力不足而造成螺纹联接松动的问题，特别适宜于震动和重载荷工况条件下的螺栓的紧固，以及受场地和安装空间的限制，无法采用液压拉紧装置的场合。
液压螺母的出现为解决预紧力不足问题提供了很大的便利与可能，在煤炭、冶金、化工、建筑等行业具有很高的推广价值。
2 联接联接简介由于使用、结构、制造、装配、运输等原因，机器中有相当多的零件需要彼此联接。
被联接件间相互固定、不能作相对运动的称为静联接。
能按一定运动形式作相对运动的称为动联接，如导向平键和导向花键联接、铰链等都是动联接。
但在机械设计中，轴承、螺旋传动等习惯上不列在“联接”之内，因此，通常所谓的联接主要是指静联接。
静联接的分类见表1。
除表列的以外，还有成形联接、夹紧联接，也有把弹簧列在联接之内。
表2-1 联接的分类可拆的联接是指联接拆开时，不破坏联接中的零件，重新安装，即可继续使用的联接。
不可拆的联接是指联接拆开时，要破坏联接中的零件，不能继续使用的联接表2-1所列的可拆联接大多具有双重性，例如平键、花键、联接，因配合不同，紧的可构成静联接，松的可构成动联接。
螺纹联接大多用作静联接，能经常装拆，应用最广。
采用矩形、梯形、等牙形的螺纹副，常被用作动联接，如螺旋传动。
楔联接是一种能快速装拆的静联接。
键联接、花键联接、过盈联接、弹性环联接、销联接等都是常用的轴穀联接。