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螺栓的预紧力和拧紧力矩可查阅机械设计手册计算,机械设计手册采用成大先的第五版,以下为计算步骤:
螺栓的预紧需要执行者使用力矩扳手操作,参考扳手上的力矩指示标志,如下图所示,所以我们最终的目的是确定拧紧力矩,用来指导生产。
既然我们要计算拧紧力矩,那接下来我们就看一下拧紧力矩的计算式:(手册5-70页)
从计算式中我们可以看到,经过简化后T与系数K、预紧力F’和螺纹公称直径d相关。变量d非常容易确定,也就是我们使用多粗的螺栓,例如使用M12的螺栓,d即为12mm。那如何确定变量K呢?
手册中给出了最常用螺纹的拧紧力矩系数K的参考表格,包含我们在大部分计算中需要使用到的情况,但是一些情况下表格中没有给出,那如何确定变量K?
上式可以计算出表5-1-67没有给出的情况,其中的关键系数为两个摩擦因数,这两个因数需要根据螺纹表面处理方式确定或者通过实验确定,但表5-1-67给出了我们常用计算的大部分情况,一般从表中选择即可。 最后我们要确定预紧力F’了,参考以下计算式:
屈服点可以从手册的5-72页,表5-1-69中查询,选择依据为螺纹的性能等级。公称应力面积可从手册的5-74页,表5-1-70中查询,依据是螺纹的直径。碳素钢还是合金钢,这个要根据我们选择的具体标准件,这个可以从手册中查询到。
结合以上的计算和实际工程经验,将常用的螺栓预紧力和拧紧力矩进行了计算并整理成了表格,如下: GB/T1228-1230螺栓副预紧力及拧紧力矩(k=0.13) 螺栓副规格 许用预紧力/kN 许用拧紧力矩/Nm 8.8S 10.9S 8.8S 10.9S M10 26 37 35 50 M12 37 50 60 80 M16 71 100 150 210 M20 111 160 290 420 M22 138 190 395 540 M24 160 220 500 690 M27 210 290 740 1020 M30 257 350 1000 1365 M33 326 459 1400 1970 M36 328 510 1535 2390 注:一般1228的螺栓经过磷化处理,k取值为0.11-0.15之间,具体k的值还可以采用采购螺栓的《螺栓质量合格证书》中直接查阅。
对GB/T5782和5783中螺栓进行修正,得到下表: 螺栓副规格 许用预紧力/kN 许用拧紧力矩/Nm 8.8 10.9 8.8 10.9 12.9 M10 26 37 45 60 75 M12 37 50 80 110 130 M14 52.5 74 120 170 210 M16 71 100 190 265 320 M18 88 124 260 365 435 M20 111 160 370 520 620 M22 138 190 500 700 840 M24 160 220 640 900 1080 M27 210 290 950 1350 1620 M30 257 350 1300 1800 2160 M36 328 510 2000 2800 /
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