高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力和擰緊力矩比較分析

1、高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力和擰緊力矩比較分析在鋼結(jié)構(gòu)連接中經(jīng)常使用高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓連接對(duì)于防止松動(dòng)有良好 的可靠性，尤其用于連接動(dòng)載荷的構(gòu)件。在高強(qiáng)度螺栓連接中，預(yù)緊力和擰緊力 矩是一個(gè)很重要的參數(shù)。下面就高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力及擰緊力矩進(jìn)行探討，以期 得到合理的結(jié)果，在今后的設(shè)計(jì)中應(yīng)用。1預(yù)緊力大小的確定高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力的大小跟螺栓的材料及其橫截面面積有關(guān)。所用材料需要 經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理以提高其機(jī)械性能，滿(mǎn)足使用要求。國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度螺栓的材料一般為 45鋼、40B鋼及40Cr鋼。45鋼用作級(jí)的螺栓，40B鋼及40Cr鋼用作級(jí)的螺栓。預(yù)緊力大小由下式計(jì)算：P二 o”(1-1)式中o &一高強(qiáng)度螺栓材料經(jīng)熱處理

2、后的抗拉強(qiáng)度限，F(xiàn)：螺栓的計(jì)算面積(按內(nèi)螺紋直徑計(jì)算)，按下表取。高強(qiáng)度螺栓的螺紋內(nèi)徑和計(jì)算面積F螺栓公稱(chēng)直程M16M18M20M22M24螺紋的內(nèi)徑(mm)計(jì)算面積(mmJ1491822352922擰緊力矩的計(jì)算擰緊力矩是為了使螺栓產(chǎn)生預(yù)緊力，其大小由預(yù)緊力確定。擰緊力矩由下式計(jì)算：Mo= (kg - m)(2-1)式中P高強(qiáng)度螺栓需要的預(yù)緊力(t)； d高強(qiáng)度螺栓的公稱(chēng)直徑（mm）。3下面就國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)度螺栓，根據(jù)它們的材料的機(jī)械性能計(jì)算其預(yù)緊力和擰 緊力矩，并進(jìn)行比較和分析，從中找到適合我們應(yīng)用的預(yù)緊力和擰緊力矩。（1）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（機(jī)械工業(yè)出版社）材料：45鋼，級(jí)；40B鋼，級(jí)抗拉強(qiáng)

3、度限：45 鋼，850kN/mm2: 40B 鋼，1550kN/mm2 o計(jì)算結(jié)果如下表所示。預(yù)緊力F（kN）及扭緊力矩仏（Nm）螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距PmmF. (kN)Mx (N m)化(kN)M4 (N m)M20120456160608M223150627200836M241757982301048（2）根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（遼寧人民出版社）材料：45鋼,級(jí)；40B鋼,級(jí)抗拉強(qiáng)度限：45 鋼，850kN/mm2: 40B 鋼，1550kN/mm2 o計(jì)算結(jié)果如下:預(yù)緊力F（kN）及扭緊力矩Ma （Nm）螺紋仃彳仝螺栓的 性 能等級(jí)古 4Xihyn uudmmpmmFv (k

4、N)M4 (N m)F(kN)M4 (N m)M16275228105320M1895325125428M20120456160608M223150627200836M241757982301048（3）根據(jù) IS05049-1： 1994材料：40B鋼,40Cr螺栓金屬材料的屈服極限RpO.2=900N/mm2 （級(jí)）預(yù)緊應(yīng)力按下式計(jì)算：% = Rpo.2（3T）預(yù)緊力按下式計(jì)算：式中A螺栓的計(jì)算面積（按螺栓內(nèi)徑計(jì)算）正常情況下螺栓以F產(chǎn)叭A,進(jìn)行預(yù)緊。允許附加力N。按下式計(jì)算：N _L（3-2）式中Rm.2 一螺栓金屬材料的屈服極限Vfl為不同載荷情況時(shí)的安全系數(shù)（V二，vfl 2=, v

5、fl 2=）e依據(jù)比值一/d基礎(chǔ)上的延伸系數(shù)（一螺栓的緊固長(zhǎng)度，d-螺栓的直徑）延伸系數(shù)緊固長(zhǎng)度1. dA,螺栓的計(jì)算面積（按螺栓內(nèi)徑計(jì)算） 計(jì)算結(jié)果如下：預(yù)緊力（kN）及扭緊力矩做（Nm）螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距PmmFv (kN)Ma (N m)(kN)Myl (N m)M1245103126M1627021399310M20110418155610M2431557072221050M2725014252901540（4）根據(jù)散貨連續(xù)裝卸機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范歐洲機(jī)械聯(lián)合會(huì)材料：40B鋼,40Cr金屬材料的屈服極限。e（）=900 N/mm2 （級(jí)）計(jì)算結(jié)果如下:預(yù)緊力Fv (kN)及扭緊力矩M, (N -in)螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距PmmFr(kN)M4 (N m)M12126M16299310M20155610M2432221050根據(jù) IS05049/1-1980材料：40B鋼,40Cr材料的屈服極限：Rpx二900N/mm2(級(jí))Rp.2 金屬材料的屈服極限預(yù)緊應(yīng)力按下式計(jì)算：6 = po.2( 3-3)預(yù)緊力按下式計(jì)算：F 廣 oyA,式中A,螺栓的計(jì)算面積(按螺栓內(nèi)徑計(jì)算)允許附加力N。按下式計(jì)算：(3-4)