二孔隙不配
机器上承受横向载荷和剪切力作用的螺栓(如传动轴螺栓、飞轮螺栓),它们与螺栓孔的配合为过渡配合,装配应结实可靠,又能承受侧向力。有人在装配中不注意检查,螺栓与螺栓孔之间出现较大间隙时仍然安装,结果发生螺栓松动或切断事故。
三加厚螺母
一些人常错误地认为,加厚螺母可以增加螺纹的工作圈数,从而提高联接件的可靠性,其实螺母越厚,各圈螺纹间的载荷分布越不均匀,越容易导致联接件松动。
四一母多垫
在安装中,有时会出现装配后的螺栓过长现象,于是有人便在一个螺栓上装上许多弹簧垫圈,这样,在坚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;或产生偏心载荷,降低了螺栓的联接可靠性。
五垫圈过大
有时由于缺少合适的垫圈,有人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。
六扭力不符
不少人认为螺栓应“宁紧不松”,于是便有意识地加大螺栓的拧紧力矩,结果导致螺栓滑扣,另一方面,对于需用扭力拧紧的重要螺栓,又有人图省事用活动扳手去拧,结果常因扭矩不足而松动,酿成机械故障。
七锁止不当
重要螺栓装配后应采取防松装置锁止。当采用开口销锁止时,常见的错误是用过细的开口锁或半片开口锁锁止;采用弹簧垫圈锁止的,常见的错误是垫圈开口错距过 小,失去弹性;采用锁片锁止的,常见的错误是将锁片锁在螺母的棱角处;采用双螺母锁止的,常见的错误是将较薄的螺母装在外面,而且拧得不紧。
八虚假坚固
螺栓、螺母或螺孔的螺纹内有锈渍、水垢、铁屑、砂粒等杂质,或联接件的接合表面有毛刺、泥沙等杂质,装配前未予以清除,在拧紧螺栓时,由于杂质的阻滞作用,表面上拧得很紧 了,扭矩值达到了要求,但实际上联接件并未真正压紧;另外,还有一种情况,由于螺孔内油泥、水垢等杂质的顶托作用,虽然螺栓扭力符合规定,但工作件并没有 压紧。在这样的虚假坚固下,振动、载荷冲击和温度变化常使螺栓很快松脱。
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。
附:紧固件的选用原则
一、确定类别
标准紧固件共分十大类,选用时应按标准紧固件的使用场合和其使用功能进行确定。
①螺栓:螺栓一般与螺母(通常再加一个垫圈或两个垫圈)相配,用于起连接和紧固作用的场合。
②螺母:螺母与螺栓相配使用。
③螺钉:螺钉通常是单独(有时加垫圈)使用,一般起紧固或紧定作用。
④螺柱:螺柱一般为两端都带有螺纹(单头螺柱为单端带螺纹),通常将一头罗纹牢固拧入部件机体中,另一端与螺母相配,起连接和紧固的作用,但在很大程度上还具有定距的作用。
⑤垫圈:垫圈放在螺栓、螺钉和螺母等的支承面与工艺支承面之间使用,起防松和减小支承面应力的作用。
⑥自攻螺钉:与自攻螺钉相配的工件螺孔不需预先攻丝,在拧入自攻螺钉的同时,使内螺纹成型。
⑦铆钉:铆钉一端有头部,且杆部无螺纹。使用时将杆部插入被连接件的孔内,然后将杆的端部铆紧,起连接或紧固作用。
⑧销:销在使用时镶如入工件内,通常起连接或定位作用。
⑨挡圈:挡圈通常在轴上或孔内,起限制工件轴向的作用。
⑩木螺钉:木螺钉用于拧入木材,起连接或紧固作用。
二、确定标准和品种
1、品种的选择原则:
⑴从加工、装配的工作效率考虑,在同一机械或工程内,应尽量减少使用标准件的品种。
⑵从经济性考虑,应优先选用商品标准件品种。
⑶根据标准件预期的使用要求,按型式、机械性能、精度和螺纹等方面确定选用品种。
2、型式:
⑴螺栓:
①一般用途螺栓:品种很多,有六角头、方头之分,见国家标准GB5780—GB5790等。
②铰制孔用螺栓:使用时将螺栓紧密镶入铰制成的孔内,以防止工件错位,见GB27等。
③止转螺栓:有方颈、带椎之分,见GB12—15等。
④特殊用途螺栓:如T型槽用螺栓,见GB37;活节螺栓,见GB798;地脚螺栓,见GB799等。
⑤ 钢结构用高强度螺栓连接副:一般用于建筑、桥梁、塔架、管道支架及起重机械等钢结构的摩擦型连接的场合,见GB3632等。
⑵螺母:
①一般用途螺母:主要指六角螺母,另有方螺母,品种很多,见GB41、GB6170—6177等。
②开槽螺母:主要指六角开槽螺母,即在六角螺母上方加工出糟。它与螺杆带孔螺栓和开口销配合使用,以防止螺栓与螺母的相对转动,见GB6178—6181等。
③锁紧螺母:指具有锁紧功能的螺母,有尼龙嵌件六角锁紧螺母,见GB889、GB6182、GB6183和全金属六角锁紧螺母,见GB6184—6187。
④特殊用途螺母:如碟形螺母,见GB62;环形螺母,见GB63;盖形螺母,见GB802、GB923;滚花螺母,见GB806、GB807和嵌装螺母,见GB809等。
⑶螺钉:
①机器螺钉:因头型和槽型不同而分成许多品种。头型有圆柱头、盘头、沉头和半沉头几种,头部才形为开槽(一字材)和十字槽两种。见GB65、GB67—69及GB818—820等。
②紧定螺钉:紧定螺钉利用其尾端,起防止工件间相互位移及传递较少扭矩的作用。见GB71、GB73——75、GB77、GB78等。
③内六角螺钉:内六角螺钉适用于安装空间较小或螺钉头部需要埋入的场合。,见GB70、GB6190、GB6191和GB2672—2674等。
④特殊用途螺钉:如定位螺钉,见GB72、GB828、GB829;不脱出螺钉,见GB827—839、GB948、GB948和吊环螺钉,见GB825等。
⑷螺柱:
①不等长双头螺柱:适用于一端拧入部件机体,起连接或紧固作用的场合。见GB897—900等。
②等长双头螺柱:适用于连端与螺母相配,起连接或定距作用。见GB901、GB953等。
⑸垫圈:
①平垫圈:用以克服工件支承面不平和增大支承面应力面积。见GB848、GB95—97和GB5287。
②弹簧(弹性)垫圈:弹簧垫圈见GB93、GB859等,弹性垫圈见GB860、GB955等。
③止退垫圈:有内齿锁紧垫圈,见GB861;外齿锁紧垫圈,见GB862;单耳止动垫圈,见GB854;双耳止动垫圈,见GB855;圆螺母止动垫圈,见GB858等。
④斜垫圈:为了适应工件支承面的斜度,可使用斜垫圈。有工字钢的用方斜垫圈,见GB852;槽钢的用方斜垫圈,见GB853。
⑹自攻螺丝:
①普通自攻螺钉:螺纹符合GB5280(自攻螺钉用螺纹),螺距大,适合在薄钢板或铜、铝、塑料上使用。见GB845—847、GB5282—5284等。
②自攻锁紧螺钉:螺纹符合普通米制粗牙螺纹,适合在需耐振动场合使用。见GB6560—6564。
⑺铆钉:
①热锻成型铆钉:一般规格较大,多用于机车、船舶及锅炉等,通常需通过热锻使头部成型。见GB863—866。
②冷镦成型铆钉:一般直径规格≤16mm,通常通过冷镦使头部成型。见GB867—870、GB109等。
③空心和半空心铆钉:空心铆钉,见GB976;半空心铆钉,见GB873—875等。
④特殊用途铆钉:有无头铆钉,见GB1016;管状铆钉,见GB975;标牌铆钉,见GB827等。
⑤抽芯铆钉:属于单面铆接的铆钉,是近年来广为使用的一种新型铆钉,有迅速、安全、方便等特点,并具有防水、防渗漏个优点。
⑻销:
①圆柱销:有无螺纹圆柱销,见GB119;内螺纹圆柱销,见GB120;外螺纹圆柱销,见GB878;弹性圆柱销,见GB879;带孔圆柱销,见GB880等。
②圆锥销:有无螺纹圆柱销,见GB117;内螺纹圆柱销,见GB118;螺尾圆锥销,见GB881;开尾圆锥销,见GB877。
③开口销:一般与螺杆带孔螺栓和开槽螺母相配,起防止螺栓、螺母松动的作用。见GB91。
⑼挡圈:
①弹性挡圈:有孔用弹性挡圈。见GB893;轴用弹性挡圈。见GB894及轴用开口挡圈GB896。
②钢丝挡圈:有孔用钢丝挡圈,见GB895.1;轴用钢丝挡圈,见GB895.2及钢丝锁圈,见GB921。
③轴类件用锁紧挡圈:有用锥销锁紧的挡圈,见GB883;用螺钉锁紧的挡圈,见GB884、GB885等。
④轴端挡圈:有用螺钉紧固的轴端挡圈,见GB891和用螺栓紧固的轴端挡圈,见GB892。
⑽木螺钉:
因头型和槽型不同而分成许多品种。头型有圆头、沉头、半沉头等几种,头部槽形为开槽(一字槽)和十字槽两种。见GB99—101、GB950—952等。
三、机械性能等级
⑴螺栓、螺钉、螺柱和螺母
表1—1:螺栓、螺钉、螺柱和螺母性能等级
性能 等级 |
螺母 |
4 |
5 |
6 |
8 |
9 |
10 |
12 |
||
螺栓 螺钉 螺柱 |
3.6, 4.6 |
4.8 |
5.6 |
5.8 |
6.8 |
8.8 |
9.8 |
10.9 |
12.9 |
|
适用 场合 |
低强度,低扭矩 |
高强度,高扭矩 |
⑵紧定螺钉
表1—2
性能等级 |
14H |
22H |
33H |
45H |
适用场合 |
低强度、低扭矩 |
高强度、高扭矩 |
⑶自攻螺钉和自攻锁紧螺钉
普通自攻螺钉不按机械性能分级,只要选择适当规格,见GB3098.5中3.6条和表3)就可满足其一般使用要求。
自攻锁紧螺钉的机械性能等级分A、B两级。A级为高强度等级;B级为低强度等级。
⑷不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母
表1—3
材料类别 |
性 |
|||||
A奥氏体 |
—— |
A1—50 A2—50 A3—50 |
—— |
A1—70 A2—70 A3—70 |
A1—80 A2—80 A3—80 |
|
C马氏体 |
—— |
C1—50 C4—50 |
—— |
C1—70 C4—70 |
C3—80 |
|
F铁素体 |
F1—45 |
—— |
F1—60 |
—— |
—— |
|
适用场合 |
低强度、低扭矩 |
高强度、高扭矩 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
四、精度
标准件(紧固件)的精度由产品等级决定。
表1—4:标准件(紧固件)的产品等级及精确程度
部位 |
产 |
||
A |
B |
C |
|
螺纹、杆部及支承面 |
紧的 |
紧的 |
松的 |
其他部位 |
紧的 |
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