Понимание принципов крепления болтов

1. Понимание болтов

Определение болта: Тип крепежа, состоящий из двух частей - головки и винта (цилиндра с внешней резьбой).

Классификация болтов:

Форма головки: Шестигранная головка, круглая головка, квадратная головка, потайная головка и т.д.

Длина резьбы: Полная нить и половинная нить;

Форма зубьев резьбы: Треугольник, трапеция, форма трубы и т.д.

Направление резьбы: Правосторонняя и левосторонняя.

Технические характеристики болтов: (GB/T1237)

Характеристики резьбы болтов определяют характеристики используемого ключа (GB/T4388)

Эксплуатационные марки болтов (GB/T3098.1-2010)

Обозначение класса исполнения болта нанесено на его головке и обычно представлено буквами X и Y.

X100 представляет собой номинальное значение прочности на разрыв материал болта, в единицах МПа.

X100 * (Y/10) представляет собой предел текучести значение болта, в единицах МПа.

Существует более 10 классов производительности, включая 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 и 12,9.

Высокопрочные болты - это болты с классом эффективности 8,8 и выше, изготовленные из низкоуглеродистой легированной или среднеуглеродистой стали и прошедшие термическую обработку (см.закалка и отпуск).

Обычные болты, также известные как обычные болты, можно разделить на очищенные болты (марки A и B: 5,6 или 8,8) и черновые болты (марка C), с рабочими характеристиками, как правило, 4,6 или 4,8.

2. Принципы болтового соединения

Болтовое соединение Означает использование болтов и гаек для надежного соединения двух компонентов со сквозными отверстиями, и является разъемным соединением.

Типы болтовых соединений можно разделить в зависимости от посадки между болтом и сквозным отверстием:

Обычное болтовое соединение: После сборки между отверстием и стержнем остается зазор, структура проста, сборка и разборка удобна, может быть собрана и разобрана несколько раз, широко используется.

Болтовое соединение с шарнирным отверстием: Нет зазора после сборки, в основном несет боковые нагрузки, а также может использоваться для позиционирования.

Принцип работы болтового соединения

Закон Гука: Когда твердый материал подвергается нагрузке, существует линейная зависимость между напряжением и деформацией (удельной деформацией) в материале.

Анализ болтовых соединений на сдвиг и растяжение (I)

Сдвиговое болтовое соединение: Передает усилие за счет взаимного сжатия стержня болта и стенки отверстия.

Болтовое соединение на растяжение: В основном зависит от предварительного натяжения болта после затяжки.

Если соединяемый элемент имеет большую жесткость, а болты расположены симметрично, каждый болт будет воспринимать среднее напряжение в соединении.

Когда соединяемый компонент имеет небольшую жесткость, соединительный фланец будет изгибаться и деформироваться, создавая силу рычага.

Анализ болтовых соединений на сдвиг и растяжение (II)

Помимо сдвига и растяжения, болтовые соединения могут подвергаться воздействию: вибрации, температуры, боковых нагрузок (ветер, поток, давление и т.д.), изменений нагрузок и других сил.

Существует три метода затяжка болтов:

Метод затяжки с крутящим моментом: Принцип заключается в том, что существует определенная зависимость между величиной крутящего момента и осевым усилием предварительной затяжки. Этот метод затяжки прост и интуитивно понятен в эксплуатации и широко используется в настоящее время.

Метод угловой затяжки: Угол поворота пропорционален сумме удлинения болта и ослабления затягиваемого компонента. Поэтому можно использовать метод поворота болта на заданный угол для достижения требуемого усилия затяжки.

Метод затяжки по пределу текучести: Теоретическая цель - затянуть болт до предела текучести.

3. Способы затяжки болтов

Способ затяжки

Прикладывание усилия предварительной затяжки к крепежу путем вращения части гайки крепежа

Приложенный крутящий момент соответствует правилу 5-4-1.

Смазывайте только в конце затяжки винта/болта.

Принцип последовательности затяжки болтов

Затягивайте в последовательности от середины, затем с двух сторон, затем по диагонали и, наконец, по часовой стрелке, поэтапно.

Как правило, затяжка делится на два этапа: на первом этапе затягивайте с моментом около 50%, а на втором этапе затягивайте с моментом 100%.

Конец болта должен выступать за гайку на 1-3 длины шага.

4. Вопросы, требующие внимания при использовании болтов

1. Перед подготовкой болтового узла необходимо:

Проверьте, чистые ли болт и гайка, нет ли на них ржавчины, заусенцев и неровностей.

Проверьте плоскость контакта между соединяемой деталью и болтом и гайкой и убедитесь, что она перпендикулярна отверстию под болт.

Также проверьте плотность прилегания болтов и гаек.

2. При сборке гайки и плоской шайбы гайку и шайбу следует собирать обратной стороной к соединяемой детали.

Сторона гайки, отмеченная символами, - это передняя сторона, а гладкая сторона шайбы - это передняя сторона.

3. Руководство по эксплуатации силы (только для справки):

4. Ключ к предотвращению ослабления болтов в болтовых соединениях заключается в предотвращении относительного вращения резьбы болтов. Существует три распространенных метода ослабление болтов:

Фрикционное ослабление

• Пружинная шайба против ослабления
• Двойная гайка против ослабления
• Самостопорящаяся гайка против ослабления

Механическая защита от ослабления

• Шплинт против ослабления
• Стопорная шайба против ослабления

Постоянная защита от ослабления

• Ставка против ослабления
• Клей против разрыхления

5. Распространенные проблемы при демонтаже болтов

При откручивании фланцевых болтов на трубах и клапанах:

Ослабьте сначала половину болтов в стороне от корпуса, чтобы оставшееся масло, пар или вода вышли с противоположной стороны, чтобы избежать разбрызгивания или ожогов.

В случае болтов с клеем, которые невозможно открутить:

Большинство клея - это органический раствор, и его можно замочить в банановом масле или спирте на полчаса или накрыть болт ватой, смоченной спиртом. Чем дольше время, тем больше клей растворится.

В случае ржавых болтов, которые невозможно открутить:

Распылите WD-40 и подождите полчаса. Спрей проникнет в болт и растворит ржавчину.

Другие методы: вибрация, смазывание, обжиг, бурение

В случае проскальзывания болтов, которые невозможно открутить:

Коррозионные растворы, такие как разбавленная кислота или соляная кислота, могут медленно разъедать болт.

Используйте кислоту для металла и щелочь для пластика.

6. Распространенные заблуждения при использовании болтов

Крупный вместо мелкого:

В некоторых важных узлах, таких как карданные валы и маховики, используются болты с мелкой резьбой.

Болты с мелкой резьбой имеют меньший шаг и угол наклона и обладают такими преимуществами, как высокая прочность и хорошая самоблокировка. Они способны выдерживать ударные нагрузки, вибрацию и обменные нагрузки.

Если вместо болтов с мелкой резьбой использовать болты с крупной резьбой, они могут ослабнуть или отсоединиться и стать причиной несчастного случая.

Неправильная посадка:

Болты, воспринимающие поперечные нагрузки и сдвиговые усилия (например, болты приводного вала и маховика), имеют переходные посадки в отверстиях под болты. Узел должен быть прочным и надежным, а также выдерживать боковые нагрузки.

Если не проверить это во время сборки, можно установить большие зазоры между болтом и отверстием под болт, что приведет к ослаблению болта или несчастному случаю.

Более толстые орехи:

Неверная точка зрения: Более толстые гайки могут увеличить количество рабочих витков резьбы и повысить надежность соединений.

На самом деле, чем толще гайка, тем более неравномерно распределяется нагрузка между каждым витком резьбы, что облегчает ослабление соединения.

Одна гайка с несколькими шайбами:

Иногда собранные болты слишком длинные, поэтому некоторые люди ставят много болтов. пружинные шайбы на одном болте.

Во время процесса затягивания пружинные шайбы подвергаются неравномерному усилию, и некоторые из них могут сломаться, уменьшив силу предварительной затяжки болта.

Или создают эксцентрические нагрузки, снижая надежность болтового соединения.

Стиральная машина слишком большая: (GB/T97.1-2002 Таблица 1, M5 - M36: внутренний диаметр шайбы больше диаметра резьбы на 0,3 мм - 1 мм)

Неправильная практика: Из-за отсутствия подходящих шайб вместо них используется шайба с большим внутренним диаметром.

Это приводит к уменьшению контакта между нижней стороной головки болта и шайбой, что ведет к снижению несущей способности или силы фиксации шайбы. Под воздействием вибрации и ударных нагрузок болт может ослабнуть.

Крутящий момент не соответствует:

Неправильная точка зрения: Убеждение, что болты должны быть "затянуты, но не ослаблены", что приводит к намеренному увеличению момента затяжки.

Последствия: Это приводит к проскальзыванию болтов или даже их поломке.

Неправильная практика: Для важных болтов, которые должны быть затянуты с моментом, существует тенденция использовать ручной ключ, чтобы сэкономить время.

Последствия: Из-за недостаточного момента затяжки болты ослабевают, что приводит к поломке.

Неадекватная блокировка: После сборки важные болты должны быть зафиксированы антизакручивающими устройствами.

При использовании шплинтового замка распространенной ошибкой является использование слишком тонкого шплинта или половинного шплинта.

При использовании фиксаторов с пружинными шайбами распространенной ошибкой является то, что отверстие шайбы слишком мало и она теряет свою упругость.

При использовании стопорной шайбы распространенной ошибкой является фиксация шайбы на краю гайки.

При использовании двойных гаек распространенной ошибкой является использование тонкой гайки с внешней стороны и ее незатягивание.

Ложное укрепление:

На резьбе болтов, гаек или отверстий имеются пятна ржавчины, окалина, железная стружкачастицы песка, заусенцы и т.д.

Перед сборкой их следует очистить. Во время затяжки болтов из-за блокирующего действия загрязнений величина поверхностного крутящего момента достигает требуемого значения, но на самом деле соединительные детали не зажимаются.