法兰螺栓预紧力的计算
法兰螺栓预紧力的计算对法兰的连接螺栓进行计算有时是必要的，下面根据GB150整理出关于螺栓预紧力的计算公式如下：
一、已知条件----垫片系数
Ko------预紧垫片系数，单位：mm，
Kd------常温下垫片材料变形阻力,单位：MPa
已知条件----计算参数
三、计算：
预紧状态下最小螺栓载荷La=3.14*Dg*Ko*Kd单位N
操作状态下最小螺栓载荷Lp=y*（0.785*Dg2*p+3.14*Dg*k1*p*Fs）单位N 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积Aa=La/[σ]b，单位：mm2
操作状态下需要的最小螺栓总截面积Ap=Lp/[σ]b，单位：mm2
设计需要的螺栓总截面积：
取Aa和Ap中的较大者Am=Max（Aa，Ap）单位：mm
螺栓的螺纹底径d0=C
*
4单位：mm
A m/(3.14
*
n)
预紧状态下螺栓的设计载荷L=（Am+Ab）/2*[σ]b单位：N
操作状态下螺栓的设计载荷L=Lp单位：N
法兰垫片螺栓定力矩紧固计算公式详细解析
法兰垫片螺栓定力矩紧固计算公式详细解析螺栓定力矩紧固计算公式详细解析预紧比压力y的定义(单位MPa):垫片在弹性内变形，且足以将法兰表面上微观的不平度填补严密不致产生泄漏的单位密封面积压紧力的最小值。简单说就是垫片能够起到密封作用时单位面积压紧力最小值，也就是最小单位压强。 y值的特点:不同垫片y值不同，同一垫片的y值固定不变，与管压力无关。防止垫片被压成塑形形变，预紧压力不应大于4y，垫片最小宽度校核出于此目的。 预紧比压力y=P/A P:垫片有效压紧力 A:垫片有效面积 垫片系数m的定义:也叫剩余比压系数。当管系升压到操作压力时，因内压产生轴向作用力，趋于将法兰分开。于是作用在垫片上的紧固力减小。当垫片的有效截面上的紧固压力小至某一临界值时，仍能保持密封，这时在垫片上剩余的紧固力即为有效紧固压力P。当小至临界值以下时就会发生泄漏，甚至将垫片吹掉。因此，垫片的有效紧固力必须超过管系操作压力P1的m倍，这个倍数值m就是垫片系数。 m值的特点:垫片系数m与预紧比压力y都是垫片本身特有的数值，不同垫片由不同的m值，其值因垫片的形状、材质等不同而不同，且m随垫片硬度增大而增大。 垫片系数m=P/P1 P:垫片有效压紧力 P1:管系工作压力
垫片接触宽度N(单位mm): 法兰在预紧前垫片能与法兰密封面接触上的宽度，称为垫片接触宽度，以N表示。垫片在预紧状态下受到最大载荷的作用，可能因压紧过度而失去密封性能，为此垫片须有足够的宽度Nmin，其值按下式校核: Nmin=Ab×*d+b/2π/DG/y<N(mm) 式中 Ab——实际螺栓面积，mm2，按GB150计算 [d]b——螺栓材料许用拉应力，MPa DG——垫片压紧力作用中心圆直径，mm y——垫片比压力，MPa 垫片接触宽度N的特点:N?Nmin。可根据垫片形式查JB/T4718-92 取得。 垫片基本密封宽度b0(单位mm):当法兰螺栓预紧后，由于法兰环产生偏转，法兰密封面在靠近内径处会产生分离，使其与该部位的垫片脱离接触，故垫片只有在靠近外径处才能被压紧。此能被压紧的部分宽度称为压紧宽度，以表示b0。根据下图公式进行计算。 垫片有效密封宽度b(单位mm):然而垫片被压紧并不等于起密封作用。只有被压得相应紧的垫片宽度才能起有效密封作用。为此垫片实际能起有效密封作用的宽度只有压紧宽度的一部分。即更靠近垫片外径的部分。此真正起密封作用的垫片宽度，称为垫片有效密封宽度，以b表示，其值按以下确定: 当b0?6.4mm时密封宽度b= b0 当b0>6.4mm时b=2.53?b0 垫片压紧力作用中心圆直径DG(单位mm):是指垫片荷载作用点处的直 径，这些说法都是从垫片受力的角度讲解的，从垫片的几何参数讲就是垫片密封面的中心的直径，用DG表示。 补充:就是垫片密封面的中心的直径。 当b0?6.4mm时，DG等于垫片接触的平均直径;
螺栓扭矩及预紧力
螺栓预紧力对照表 (2011-09-16 11:44:07) 转载▼ 标签： 杂谈 8.8级螺栓 螺纹规格预紧力 (KN) 有润滑表面扭矩 (KNm）无润滑表面扭矩（KNm）精加工表 面 一般加工表 面 表面氧化表 面 镀锌表 面 干燥粗加工表 面 精加工表 面 一般加工表 面 表面氧化表 面 镀锌表 面 干燥粗加工表 面 M20 101.5 0.3 0.4 0.6 0.5 / 0.3 0.6 0.7 0.6 0.8 M22 126.0 0.4 0.5 0.8 0.7 / 0.5 0.8 0.9 0.9 1.1 M24 146.4 0.5 0.7 1.0 0.9 / 0.6 1.0 1.2 1.1 1.4
M27 190.9 0.7 1.0 1.4 1.3 / 0.9 1.4 1.7 1.6 2.0 M30 233.0 1.0 1.4 2.0 1.8 / 1.2 1.9 2.3 2.2 2.7 M33 288.3 1.3 1.9 2.7 2.4 / 1.6 2.6 3.2 2.9 3.7 M36 339.5 1.7 2.4 3.4 3.1 / 2.1 3.3 4.1 3.8 4.8 M39 405.6 2.2 3.1 4.4 4.0 / 2.7 4.3 5.3 4.9 6.3 M42 465.9 2.7 3.8 5.5 4.9 / 3.3 5.3 6.6 6.0 7.7 M45 543.3 3.4 4.8 6.8 6.2 / 4.1 6.7 8.2 7.5 9.6 M48 612.8 4.1 5.8 8.2 7.4 / 4.9 8.0 9.9 9.1 11.5 M52 730.9 5.3 7.4 10.6 9.6 / 6.4 10.4 12.8 11.7 14.9 M56 844.5 6.6 9.3 13.2 11.9 / 7.9 12.9 15.9 14.6 18.5 M60 982.6 8.3 11.6 16.5 14.9 / 9.9 16.1 19.8 18.2 23.1 M64 1112.8 10.0 14.0 19.9 17.9 / 12.0 19.4 23.9 21.9 27.9 M68 1270.9 12.1 16.9 24.2 21.8 / 14.5 23.6 29.0 26.6 33.9 M72 1438.9 14.5 20.3 29.0 26.1 / 17.4 28.3 34.8 31.9 40.6 M76 1617.8 17.2 24.1 34.4 31.0 / 20.7 33.6 41.3 37.9 48.2 M80 1807.1 20.2 28.3 40.5 36.4 / 24.3 39.5 48.6 44.5 56.7 M85 2058.0 24.5 34.3 49.0 44.1 / 29.4 47.8 58.8 53.9 68.6 M90 2325.4 29.3 41.0 58.6 52.7 / 35.2 57.1 70.3 64.5 82.0 9.8级螺栓
高强螺栓预紧力的计算方法
高强螺栓预紧力的计算方法 基本介绍 所谓螺栓预紧力，就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力有关。对于一个不确定的螺栓而言，一个螺栓可使用的最大预紧力与螺栓材料品种、螺栓材料热处理、螺栓直径大小等都有关系。 假设螺栓在压力容器密封端盖上起到密封预紧的作用，并且这个端盖上有均布同规格的若干只螺栓，那么，这若干只螺栓所能承受的最小预紧力之和必须大于密封容器中工质最高压力所产生的反作用力，否则压力容器端盖与器体之间的密封就无法保障。 在工程领域中，测定螺栓预紧力通常有一些技术方法。对于精度要求高的螺栓预紧力的测量，往往采取螺栓弹性变形量大小来测量并计算出预紧力大小。对于中等要求的螺栓预紧力的测量，通常选用力矩扳手（力矩扳手的种类目前较多，在此不作具体介绍），按照规定的力矩大小拧紧螺母即可。对于一般要求的螺栓预紧力测量，用的最多的方法就是根据手力拧紧螺母，便从此时开始，按规定要求用扳手拧转螺母若干个角（一个角为60度）来估测预紧力是否已经达到。 预紧的目的 预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。 高强螺栓预紧力的计算方法 Mt=K×P0×d×10－3 N.m K:拧紧力系数 d：螺纹公称直径 P0：预紧力 P0=σ0×As As也可由下面表查出 As=π×ds2/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径 ds=（d2+d3）/2 d3= d1－H/6 H：螺纹牙的公称工作高度 σ0 =（0.5～0.7）σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 （与强度等级相关，材质决定） K值查表：(K值计算公式略) 摩擦表面状况 K值 有润滑无润滑
联接螺栓强度计算方法
联接螺栓的强度计算方法
一．连接螺栓的选用及预紧力： 1、已知条件： 螺栓的s＝730MPa 螺栓的拧紧力矩T= 2、拧紧力矩： 为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。 其拧紧扳手力矩T用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩 擦力矩T2。装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式：T=T1+T2=K* F* d 拧紧扳手力矩T= 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态K值 有润滑无润滑 精加工表面 一般工表面 表面氧化 镀锌 粗加工表面- 取K＝，则预紧力 F＝T/*10*10-3＝17500N 3、承受预紧力螺栓的强度计算： 螺栓公称应力截面面积As（mm）=58mm2 外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm
计算直径d3＝8.16mm 螺纹原始三角形高度h=1.29mm 螺纹原始三角形根部厚度b=1.12mm 紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。 螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。 1s F A σ= =17500N/58*10-6m 2=302MPa 剪切应力： =1σ=151 MPa 根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力: =*302= MPa 强度条件： =≤*=584 预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限s σ的80%。 4、 倾覆力矩 倾覆力矩 M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已拧紧并承受预紧力F 0。作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M 平衡。 已知条件：电机及支架总重W1=190Kg ，叶轮组总重W2=36Kg ，假定机壳固定， () 2031 tan 2 16 v T d F T W d ?ρτπ += = 1.31ca σσ≈[] 02 11.34F ca d σσ π =≤
高强度螺栓预紧力和拧紧力矩比较分析
高强度螺栓预紧力和拧紧力矩比较分析 在钢结构连接中经常使用高强度螺栓。高强度螺栓连接对于防止松动有良好的可靠性，尤其用于连接动载荷的构件。在高强度螺栓连接中，预紧力和拧紧力矩是一个很重要的参数。下面就高强度螺栓的预紧力及拧紧力矩进行探讨，以期得到合理的结果，在今后的设计中应用。 1 预紧力大小的确定 高强度螺栓预紧力的大小跟螺栓的材料及其横截面面积有关。所用材料需要经过调质处理以提高其机械性能，满足使用要求。国内高强度螺栓的材料一般为45钢、40B钢及40Cr钢。45钢用作级的螺栓，40B钢及40Cr 钢用作级的螺栓。 预紧力大小由下式计算： P=σ b F i （1-1） 式中σ b —高强度螺栓材料经热处理后的抗拉强度限， F i —螺栓的计算面积（按内螺纹直径计算），按下表取。 高强度螺栓的螺纹内径d 1和计算面积F i 螺栓公称直径M16 M18 M20 M22 M24 螺纹的内径(mm) 计算面积(mm2)149 182 235 292 2 拧紧力矩的计算 拧紧力矩是为了使螺栓产生预紧力，其大小由预紧力确定。 拧紧力矩由下式计算： M =（kg·m）（2-1）
式中 P —高强度螺栓需要的预紧力（t ）； d —高强度螺栓的公称直径（mm ）。 3 下面就国内外高强度螺栓，根据它们的材料的机械性能计算其预紧力和拧紧力矩，并进行比较和分析，从中找到适合我们应用的预紧力和拧紧力矩。 （1） 根据《机械设计手册》（机械工业出版社） 材料： 45钢，级；40B 钢，级 抗拉强度限：45钢，850kN/mm 2；40B 钢，1550kN/mm 2。 计算结果如下表所示。 预紧力F v (kN)及扭紧力矩M A (N·m) （2） 根据《起重机设计手册》（辽宁人民出版社） 材料：45钢，级；40B 钢，级 抗拉强度限：45钢，850kN/mm 2；40B 钢，1550kN/mm 2。 计算结果如下： 预紧力F v (kN)及扭紧力矩M A (N·m)
螺栓预紧力的计算
1螺栓的预紧力可按下式计算： P0—预紧力 P0＝σ0×As As＝π×ds^2/4 ds—螺纹部分危险剖面的计算直径 2ds＝（d2＋d3）/2 d3= d1－H/6 H—螺纹牙的公称工作高度 σ0 ＝（0.5～0.7）σs σs—螺栓材料的屈服极限kgf/mm^2 （与强度等级相关，材质决定） 2 也可查表： 螺栓性能等级的含义 2007年11月23日星期五 14:29 钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到： 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。 强度等级所谓8.8级和10.9级
是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa 8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2 一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的， X*100=此螺栓的抗拉强度， X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度 （因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10）
螺栓拧紧力矩计算
螺栓拧紧力矩计算书 一．相关计算参数： 螺栓规格 d mm 螺距 P mm 螺纹原始三角形高度H mm 外螺纹中径 d2 mm 外螺纹小径 d1 mm 计算直径 d3 mm 螺栓公称应力截面积As mm2 螺栓材料屈服强度s σ MPa 计算拧紧力矩 T Nm 二．计算内容： 根据要求，所需计算DN300及以上接管法兰所配螺栓拧紧力矩，故统计相关法兰如下： N1 N2 N4 N6 一效结晶器 DN1200 DN900 DN1200 DN600 二效结晶器 DN1200 DN1200 DN1200 DN600 三效结晶器 DN1200 DN1600 DN1200 DN600 APU 效结晶器 DN800 DN1400 DN800 DN600 根据管法兰相关标准，DN600所配螺栓为M33 DN800、DN900、DN1200所配螺栓为M39 DN1400、DN1600所配螺栓为M45 三．计算过程： 螺栓规格 d d=33 螺距 P P=3.5 螺纹原始三角形高度H 031.35.3866.0866.0=?=?=P H 外螺纹小径 d1 21.29031.3852338521=??-=??-=H d d 外螺纹中径 d2 73.30031.383 2338322=??-=??-=H d d 计算直径 d3 7.28031.36 1 21.296113=?-=?-=H d d 螺栓公称应力截面积As 14.69327.2873.30414.3242 232=?? ? ??+?=??? ??+?∏=d d A s 螺栓材料屈服强度s σ 114 计算拧紧力矩 T 91.31210003314.69311412.012.0=÷???=???=d A T S S σ 通常取计算值的0.8倍左右作为实际应用的拧紧力矩值
(整理)具有环形垫片的螺栓法兰连接计算规则
168EN1591 - 1法兰及其接头- 垫片圆形法兰连接的设计规则—第一部分: 计算方法, 作为对在压力、温度、外力和外弯矩等载荷作用下的螺栓法兰连接进行完整性和密封性计算的规则。按EN1591 - 1 方法进行计算时,需要输入一组垫片(特性) 系数, 所以又制订了ENV1591 – 2法兰及其接头- 垫片圆形法兰连接的设计规则—第二部分:垫片系数作为对其的补充 一：计算中采用载荷状况包括初始装配,压力试验,重要的操作工况。计算步骤大致如下: 1.1 首先, 计算装配工况下需要的最小螺栓载荷。要求在其后的其他载荷工况下, 在垫片上的残余作用力不低于垫片要求的最小平均值(该值可取自ENV1591 - 2) 。此计算是叠代过程, 为该载荷取决有效垫片宽度, 而有效垫片宽度本身又取决于螺栓装配载荷。 1.2 其次,由选定的螺栓装配载荷计算出各载荷条件下产生的内力。按组合后的外、内力进行如下的检查:1) 装配工况:检查螺栓拧紧过程中可能产生的最大螺栓力;2) 试验和操作工况检查必需的最小力,以保证接头不发生屈服。 二：密封计算中需要的最小垫片力按以下两个方法确定: 2.1 用ENV1591 - 2 标准中的垫片系数, 此系数基于工业的经验和对应主要气体和蒸汽的泄漏率。这是传统的方法,不给出具体泄漏率大小。
2.2 如果有可能, 按照ENV1591 - 2 提出的方法,通过泄漏率对垫片应力的测试数据进行计算。此方法允许将设计基于任何确定的最大泄漏率。 三：法兰视作一矩形截面的圆环, 且环截面保持不变形。仅考虑法兰环中的周向应力和应变, 忽略径向和轴向应力和应变。对整体法兰, 锥颈处理为一当量圆柱壳,法兰环截面与该当量圆柱壳相连,当量圆柱壳的厚度通过计算得到。计算时法兰环与壳体连接处,考虑转角和位移的连续性。在计算法兰环截面宽度时,要去除部分螺栓孔的尺寸,如整体法兰和法兰平盖: = ( - ) / 2 -(1) 式中d5 e为螺栓孔直径,当螺栓间距较小时,接近于; 当螺栓间距较大时, 接近于0。法兰环截面的有效厚度 可用环截面积除以该截面的实际径向宽度得到,即: = 2Ap/ ( - ) (2) 因圆弧和弦长存在差异,需要考虑计算螺栓圆有效直径: = (1 -2/) (3) 式中为螺栓数目。 法兰环截面的转角和作用在法兰环上的径向弯矩之间的关 系为: =/× = + ( - + ) + (+ )(4)
法兰螺栓预紧力的计算.docx
法兰螺栓预紧力的计算对法兰的连接螺栓进行计算有时是必要的，下面根据GB150 整理出关于螺栓预紧力 的计算公式如下： 一、已知条件---- 垫片系数 Ko------ 预紧垫片系数，单位： mm， Kd------ 常温下垫片材料变形阻力,单位： MPa K1------ 操作垫片系数，单位： mm 垫片系数表Ko ，Kd ， K1 材料用于液体用于气体和蒸汽垫片种类预紧状态操作状态预紧状态操作状态非金属垫片Ko*Kd,N/mm K1， mm Ko*Kd,N/mm K1， mm bD橡胶 O形圈bD0.5bD2bD0.5bD D聚四氟乙烯 PTFE20bD 1.1bD25bD 1.1bD h石棉垫片15bD bD 1.3bD 包 FTFE 的石棉垫片12bD0.8bD12bD0.8bD 石棉金属缠绕垫片15bD bD50bD 1.3bD 金属垫片铝金属包覆石棉垫片10bD bD50bD 1.4bD （图同上）铜金属包覆石棉垫片20bD bD60bD 1.6bD 软钢包覆石棉垫片40bD bD70bD 1.8bD 铝制波纹垫片8bD0.6bD30bD0.6bD 波纹垫片铜制波纹垫片9bD0.6bD35bD0.7bD 软钢波纹垫片10bD0.6bD45bD1bD 已知条件 ----计算参数 Dg---- 垫片平均直径单位： mm 对橡胶 O 形密封圈：取法兰上橡胶 O 形密封圈槽的外径 对其他垫片，计算垫片的中间直径。 p----- 设计压力，单位： MPa Fs---密封安全系数，取 1.2 y----- 垫片松弛系数：金属垫片y=1.0；软垫片 y=1.1 n----- 螺栓个数 dk---- 实际使用的螺栓底径，单位：mm Ab---- 实际使用的螺栓总截面积=0.785*dk^2 ，单位： mm^2 [σ]b-- 常温下螺栓材料需用应力，MPa c-裕量： d0≤20 单位： mm，c=3 单位： mm； d0≥50 单位： mm，c=1 单位： mm
螺栓拧紧力矩计算
传动轴螺栓滑丝问题分析解决报告 后桥传动轴螺栓规格：M10×1.25×30,前桥传动轴螺栓规格：M10×1.25×35 钢-钢的摩擦系数：f静=0.15； 需要传递的转矩为：M=754N·m(4×2，按发动机最大转矩计算，4×4车分配到后传动轴上的转矩比此值要小)； 假设法兰面单位面积上的摩擦力为f’ 由：；（51.5和23分别为法兰盘有效接触面积的大径和小径，K’为所传递转矩的安全系数，取其值为1.5） 解此方程得： f’=4.34 MPa; 法兰盘的有效接触面积为： A=0.5×3.14×(51.52-232)=3333.5 mm2 所以此法兰盘上所产生的摩擦力为： F=A×f’=3333.5×4.34=14467 N； 法兰盘上所需要的预紧力为： F1=F÷f静=14467÷0.15=96449 N； 每个螺栓需要提供的预紧力为： F’=96449÷4=24112 N 所以螺栓所需要的拧紧力矩为： M’=KF’d×10-3(其中：K为拧紧力矩系数，其值为0.284；d为螺栓的螺纹直 径，d=10 mm) 计算得M’=68.5 N·m（此值为传动轴联接需要的最小拧紧力矩）。 后桥传动轴在装配过程中螺栓的拧紧由于没有专用的工具一直存在着滑丝现象，经过桥业的金相分析后认为螺栓的硬度达标，由于前后螺栓只是在长度上存在区别，性能要求相同，给定的装配力矩也是相同的，车间装车现采用的螺栓拧紧力矩为78±5 N·m，此值是根据汽车行业标准中的《汽车用螺纹坚固件拧紧扭矩规范》中的值选取的公称值并给定了±5的公差，在此拧紧力矩下前螺栓从来没有出现过滑丝现象。在车间实际观察后发现拧紧后螺栓时工人操作是用一扳手拧动螺母，使螺母带动螺栓转动而达到力矩扳手的规定力矩，此过程中力矩扳手属于被动受力，达到标定力矩时螺栓螺母之间的拧紧力矩已经超过78 N·m。此处的空间位置较小，不方便工作操作，同时又没有合适的开口力矩扳手，现建议车间提供合适的开口力矩扳手以便操作，根据前螺栓判断滑丝现象将会大大降低。如果此问题仍然出现，则考虑将力矩下调到74±5 N·m（保证最小拧紧力矩68.5 N·m）同时使用开口力矩扳手紧固螺栓。 底盘部：刘华
螺栓拧紧力矩及规范标准
螺栓拧紧力矩标准 M6~M24螺钉或螺母的拧紧力矩（操作者参考） 未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩) 未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)
公制螺栓扭紧力矩Q/STB 12.521.5-2000 范围：本标准适用于机械性能10.9级，规格从M6-M39的螺栓的扭紧力矩，对于使用尼龙垫圈、密封垫圈、其它非金属垫圈的螺栓，本标准不适用。
★对于设计图纸有明确力矩要求的，应按图纸要求执行。 套管螺母紧固力矩Q/STB B07833-1998 材料HPb63-3Y2 直通式压注油杯Q/STB B07020-1998（螺纹M6、M8*1、M10*1）紧固力矩：0.3-0.5Kg.m。 安全阀Q/STB B07029-1998（螺纹R1/8） 紧固力矩：2.9-4.9Nm。 通气塞Q/STB B07030-1998 （螺纹R1/4） 紧固力矩：2.94-5.88Nm。 螺塞Q/STB B07040-1998（公称直径08-10螺距1.25，12-36螺距1.5） 螺栓（排气）Q/STB B07060-1998（M12*1.5） 紧固力矩：58.8-78.4N.m。 软管（锥形密封）Q/STB B07100-1998
软管（锥形密封）Q/STB B07123-1998 （接头部螺母拧紧力矩） 螺母（球头式管接头用）Q/STB B07201-1998 拧紧力矩：N.m 材料：（Q235）
管接头螺母Q/STB B07202-1998 拧紧力矩（Q235 / HPb 59-1） 铰接螺栓Q/STB B07206-1998 拧紧力矩（Q235） 球头式端直通接头Q/STB B07211-1998 拧紧力矩（Q235 HPb 60-1 ） 表中拧紧力矩适用于钢制接头
螺栓预紧力计算
螺栓预紧力 ！ 螺栓预紧力就是在拧螺栓过程中拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力相关。 . .目的 预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。 计算方法 预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.m K:拧紧力系数d：螺纹公称直径 P0：预紧力 P0=σ0×As As也可由下面表查出 As=π×ds×ds/4 ds:螺纹部分危险剖面的计算直径
ds=（d2+d3）/2 d3= d1-H/6 H：螺纹牙的公称工作高度 σ0 =（0.5～0.7）σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2 （与强度等级相关，材质决定） K值查表：(K值计算公式略) σs查表：
As查表：
法兰连接中螺栓预紧力及垫片密封性的研究对压力管道法兰连接中螺栓的受力、预紧力的计算方法进行了分析,研究了垫片的密封性能,包括基本密封特性、压力-回弹特性、垫片的厚度和宽度效应。得出了法兰连接时,连接点的泄漏与螺栓预紧力、密封面状态、使用工况、垫片等有关的结论。 螺栓预紧力检测 采用电阻应变计测量应力的方法，目前主要有测力螺栓和环形垫圈两种形式的测量方式，测力螺栓是直接替换现有螺栓，直接将螺栓预紧力测量出来的传感器，能准确的测量螺栓的预紧力的大小,可以精确到公斤。尤其更适合大型压力容器气密试验前的螺栓的预紧力的检测。
预紧力螺栓Pre-tension_abaqus_by_gy
产品: ABAQUS/Standard ABAQUS/CAE 概览 装配载荷： ?能用来模拟结构中的紧固载荷 ?施加在用户定义的预紧截面上 ?施加在与预紧截面相关的预紧节点上 ?需要预紧载荷的指定或紧固调整 装配载荷的概念 下图是一个简单的例子来解释装配载荷的概念。 图1 装配载荷示例 容器A是由螺栓预紧力压在盖子上来密封的，中间有一垫子，如图1所示。在standard中，预紧的模拟是通过在螺栓内添加一个“切割面”或预紧截面，并使其承受一拉伸载荷实现的。通过修改预紧截面一侧的单元， standard可以自动调整预紧截面上螺栓的长度，以获得想要的预紧力值。后续的分析步中可以防止螺栓长度的进一步改变，以使相对于装配件内的其他载荷，螺栓是作为标准的变形组件存在。 创建装配载荷 ABAQUS/Standard允许通过实体单元、杆单元或梁单元定义紧固件件的装配载荷。分析步中定义装配载荷不会随着单元类型的不同而显著不同。 1、使用实体单元创建预紧 在实体单元中，预紧截面是在螺栓内、将螺栓切割成两部分的一个面(见图2)。对于有几个不同片段组成的紧固件，预紧截面可以是一组面。
图2 使用连续单元定义的预紧截面 基于单元的面包括单元和表面信息。必须将该面转化成预紧截面以便预紧载荷能施加在该截面内的控制节点上。 输入文件：使用下列选项来创建基于实体单元的预紧截面： *SURFACE，TYPE=ELEMENT，NAME=面的名称 *PRE-TENSION SECTION，SURFACE=面的名称，NODE=节点编号 ABAQUS/CAE：load模块：Create load：在Category选择Mechanical，及Bolt load。 1)对齐控制节点到预紧截面 装配载荷通过预紧截面上的预紧节点传递。预紧节点不属于模型中的任何单元。它只有一个自由度(自由度1)，该自由度表示切割面法向两侧的相对位移，见图3。该节点的坐标或位置并不重要。
接触和螺栓预紧力简易说明
接触 Hypermesh Step 1: Launch the ANSYS Contact Manager 1. Click the Contact Manager... button on the Utility Menu. The Ansys Contact Manager dialog is displayed at the top-left corner of the screen. At this point, you may want to adjust the size of the HyperMesh window. Step2: Create a new 3D contact 1. Click New.. to create a new contact. The Create New Contact Pair dialog is displayed. 2. Under Creation method choose Flexible. 3. Under Contact type choose 3D. 4. Under Create from choose Surface to surface. Step 3: Select the target body component 1. Click Pick Target… to choose the target body component. The HyperMesh target selection panel is shown.
2. Click the yellow comps button. 3. Select the component named anzhuangban 4. Click select and click proceed. The faces of the selected target body are extracted and displayed as shown below. Step 4: Select the target surface elements 1. In the Target Elements Selection dialog, click the yellow Elements button twice. Target Elements is selected.
法兰连接中的螺栓预紧力
文章编号:1007-967X (2005)03-0046-03 法兰连接中的螺栓预紧力 Ξ 叶 红,颜廷武,刘元胜 (沈阳石蜡化工有限公司,辽宁沈阳11014) 摘 要:法兰连接中螺栓的预紧力,要满足法兰接头在操作时不发生泄露。叙述了螺栓从预紧状 态到操作状态过程中法兰接头的变化。预紧力应是考虑了内压作用和垫片在升压过程中松弛的综合结果。 关键词:法兰;螺栓;预紧力;计算 中图分类号:TH131.3 文献标识码:A 1 概 述 由于生产操作上的需要及制造、安装、检修、运输的方便, 各工业部门的容器或管道经常做成可拆卸的。采用了可拆卸连接后,保证联接口密封的可靠性,成为决定工业生产能否正常运行的必要条件。 螺栓连接的法兰接头是一种应用极为广泛的结构,它属于强制密封,依靠联接件通过被联接件强制挤压密封元件使之密封。如图1所示。 图1 螺栓连接的法兰接头 1———法兰—被联接件;2———垫圈—密封元件;3———螺栓—联接件 这种连接方式结构简单,上紧螺母后,螺栓力通 过法兰压紧面作用到垫圈上,当垫圈单位面积上所受的压紧力达到某一值时,垫圈本身被压实,压紧面上由机械加工形成的微隙被填满,为阻止介质泄露形成了初始密封条件。那么,螺母需上多紧,它施加给螺栓的力才能压紧垫片,保证在操作中接头不泄露呢?这个力称为预紧力,它是影响密封的一个重要因素,预紧力必须使垫圈压紧并形成初始密封条件,同时,预紧力也不能大到将垫圈压坏或挤出。 2 受力分析 操作时法兰接头的连接螺栓受力如下:A 容器或管道中流体压力P ;B 径向外力Pr ;C 弯矩Mo 为简化起见,可将B 、C 两项折算为压力与P 相加,称为相当压力Pe (以下简称内压) Pe =16M πD 3+4P r πD 2 +P (1)假如B 、C 两项不易确定,为考虑其影响,实际上采用将P 适当增大的方法求得,一般Pe ÷1.5P 。 由文献[1]可知:在预紧状态下,螺栓承受的力为垫片所需的最小压紧力F G: F G =-W a =3.14D Gby (2)而操作时,螺栓受力为: Wp =F +Fp (3)F 为内压Pe 所引起的流体静压总轴向力F =0.785D G 2Pe (4) Fp 为操作状态下需要的最小垫片压紧力Fp =6.28D GbmPe (5)式中D G ———垫片压紧力中心圆直径(mm ); b ———垫片有效密封宽度(mm );y ———垫片比压力(Mpa );由文献[1]表9-2可查);m ———垫片系数。(由文献[1]表9-2可查)。可以看出,文献[1]中指出的预紧状态下螺栓承受的力F G =W a ,并不是我们所说的预紧力。F G 本身对法兰连接并无实际意义,因为它与操作状态无关。我们需要的预紧力要满足在操作状态时不泄 第21卷第3期2005年6月 有 色 矿 冶 N ON -FERR OU S MINING AN D METALL URG Y Vol.21.№3J une 2005 Ξ收稿日期:2004-03-15 作者简介:叶 红(1970— ),女,工程师。
螺栓拧紧方法及预紧力控制
化 工 设 备 与 管 道第42卷 螺栓拧紧方法及预紧力控制 初泰安 (扬子石油化工公司芳烃厂,南京 210048) [摘要] 石化、炼油企业装置上的静密封结构以螺栓法兰垫片连接系统为主,检修期间螺栓拧紧方法的选择和预紧力的正确控制对保证装置的安全运行至关重要。本文介绍了实际生产中常用的扭矩法、螺母转角法和液压拉伸法的基本原理,并给出了各种预紧力的控制方法及其所能达到的精度,对安装和维修有一定的指导意义。 [关键词] 螺栓; 预紧力; 拧紧; 法兰连接 螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。为了保 证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行, 垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况 下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变 形,高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓 预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小 的预紧力都会对密封产生不利影响。螺栓预紧力过 大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧 断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余 压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统 泄漏。因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须 重视的问题。 1 螺栓拧紧方法 1.1扭矩拧紧法 扭矩拧紧法[1、2]是最常用的螺栓拧紧方法,通 过扭矩扳手显示的扭矩值来控制被连接件的预紧 力,操作简单、直观。 拧紧螺栓时的拧紧力矩: M=K t Q0d×10-3N m 式中:Q0———预紧力,N; K t———计算系数; d———螺栓的公称直径,m m。 Q0=M K t d×10-3 N(1)系数K t与螺纹表面及法兰的光洁度、润滑状况、拧紧速度、所用拧紧工具、以及反复拧紧时的温度变化等有关,通常在0.1～0.3之间变化。K t的变化将导致预紧力Q0也发生较大变化,变化范围大约在40%左右。所以,如采用扭矩法拧紧螺栓,其计算载荷需要1.3倍最大工作载荷,这必然会造成螺栓直径增大,或数量增加,或提高材质。这对简化结构、降低成本,减轻其重量都是不利的。1.2旋转角度拧紧法 螺母(或螺栓)拧紧时的旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致成比例关系,因而可采用按规定旋转角度来达到预定预紧力的方法。在最初拧紧时,先要确定极限扭矩(即实现连接密封所需的扭矩),把螺栓一直拧到极限扭矩,再转过一个预定的角度,此即为旋转角度拧紧法[1、2]。 螺栓伸长量与预紧力的关系为 Q0= ΔL L E A s(2)式中:L ———螺栓长度,mm; ΔL———螺栓变形伸长量,m m; E———弹性模数,MPa; A s———螺栓的平均截面积,mm2。 由于在弹性区域内ΔL正比于螺栓的回转角度θ,所以Q0为θ的函数,只要准确控制螺栓回转角度,便可准确控制预紧力。 由于旋转角度拧紧法可使螺栓预紧力分散度减小,故平均螺栓预紧力可达到屈服极限的70～80%,这既提高了材料的利用率,也比较可靠。 1.3液压拉伸预紧法 (1)原理 液压拉伸预紧技术[3]是利用液压拉伸器完成螺栓的预紧工作。为了使螺栓的预紧力均匀,满足密封要求,必须确保每个螺栓的伸长量均在计算允许的范围内,若某个螺栓的伸长量超差,则需进行调整拉伸操作。 (2)螺栓伸长量计算 在螺栓材料的弹性范围内,螺栓伸长量与所施加的轴向载荷成正比,其计算公式为 ΔL1=N L E A L (3) 8
螺栓预紧力的计算
螺栓的预紧力可按下式计算: P0—预紧力 P0=（T0 As As = n X ds A2/4 ds—螺纹部分危险剖面的计算直径 2 ds=（d2+ d3）/2 d3= di —H/6 H —螺纹牙的公称工作高度 （T 0=（0.5?0.7）d s d s —螺栓材料的屈服极限kgf/mmA2 （与强度等级相关，材质决定） 2也可查表： 查看文章 螺栓性能等级的含义 2007年11月23日星期五14:29 钢结构连接用螺栓性能等级分 3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理 （淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa t; 2、螺栓材质的屈强比值为0.6 ; 3、螺栓材质的公称屈服强度达400X 0.6=240 MPa级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到： 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa t； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9 ; 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000X 0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。
强度等级所谓8.8级和10.9级 是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa 和10.9Gpa 8.8 公称抗拉强度800N/MM2公称屈服强度640N/MM2 一般的螺栓是用"X.Y" 表示强度的， X*100=此螺栓的抗拉强度， X*100* (Y/10)二此螺栓的屈服强度 (因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10)
常用高强度螺栓预紧力和拧紧扭矩
常用高强度螺栓预紧力和拧紧扭矩(参考) 预紧力Fv(kN)及扭紧力矩MA(N·m) 计算方式决定施工高强度螺栓扭矩： Ma=1.1 k Pv d 式中： k---扭矩系数，此数据由高强度螺栓制造商提供或在安装前实验得 到。通常k=0.11-0.15,详细数据见供货商的质量报告。 Pv---高强度螺栓预拉力， [kN]； d---高强度螺栓直径，mm。
如何确定机螺丝的紧固力矩 关于如何紧固螺栓和螺母的文章已经有很多，但如何恰当地紧固机螺丝（Machine Screws）的 文章较少。与如何确保螺栓和螺母的安全连接一样，在紧固机螺丝时，恰当地选择合适的拧紧力矩十分重要。恰当的、安全的连接直接关系到装配后产品的质量好坏。因此在紧固机螺丝时，我们应该计算一下合理的拧紧力矩。紧固机螺丝的这些力矩与紧固螺栓、螺母的力矩相比起来要小得多。 1、机螺丝拧紧力矩的计算 常用的计算螺纹紧固件拧紧力矩的公式为： T=D×K×P 其中： T：力矩（牛顿?米/英寸?磅1Nm=9 in.1b） D：螺纹的外径（1mm=0.03937 in） K：螺母的摩擦系数 （光杆螺栓 K=0.20 镀锌螺栓 K=0.22 上蜡或带润滑螺栓 K=0.10） P：夹紧力（一般是屈服点抗拉强度值的75%） 1．1米制机螺丝 米制机螺丝（Metric Machine Screws）有不同的强度等级，每个等级都有相应合适的拧紧力矩。在ISO国际标准中来制机螺丝（Metric Machine Screws）有两个主要的强度等级：4.8级（类似SAE 60M）和8.8级（类似SAE 120M）。强度等级4.8表示最小的抗拉强度是480MPa，这约等于每英寸70，000磅（即70，000 Psi）。强度等级8.8表示最小的抗拉强度是880MPa，约等于每英寸127，000磅（127，000Psi）。米制电镀锌机螺丝拧紧力矩见表1。 1.2 英制机螺丝 对于英制机螺丝（Inch Machine Screws）也有不同的强度等级，每个等级都有相应合适的拧紧力矩。在标准SAEJ82中对于英制机械螺栓有两种强度等级：60M级和120M级。强度等级60M表示最小的抗拉强度是60，000Psi；强度等级120M表示最小抗拉强度是120，000Psi。在 SAE J429中，强度等级5.2相当于在标准SAE J82中的强度等级120M，即也有约120， 紧固件的同行！您好！我是mDesign机械设计平台中国区总代理。非常期待与您的合作。我们希
螺栓拧紧力计算
钢结构安装中，钢柱脚采用钢垫板作支承是一种常见的做法。一般当设计未给出时，钢垫板面积即由施工单位自行计算。《钢结构工程施工及验收规范》GB50205―95规定，钢垫板面积应根据基础混凝土的抗压强度、柱脚底板下细石混凝土二次浇灌前柱底承受的荷载和地脚螺栓（锚栓）的紧固拉力计算确定。实际施工中，有些施工单位计算钢垫板面积沿用了设备基础上支承设备垫铁面积计算方法：A＝C（Q1＋Q2）／R A―垫铁面积（mm2）； C―安全系数（1.5~3）； Q1―由于构件重量加在该垫铁组上的负荷（N）； Q2―由于地脚螺栓拧紧（可采用地脚螺栓的许可抗拉强度进行计算）后所分布在垫铁组上的压力（N）； R―基础或地坪混凝土的单位面积抗压强度。 实际计算发现，当钢柱重量较大、地脚螺栓直径较大数量较多时计算出的钢垫面积较大，带来施工不便（垫板面积越大对基础表面平整度要求越高）。 例如：某钢结构机械装配厂房，柱重约54t，加上屋架、托架、吊车梁及其制动系统、柱间支撑等，每柱加在垫铁组上的负荷约950kN。每柱8根直径80mm、16Mn钢地脚螺栓，共52根钢柱，基础混凝土标号C25，则： 取C＝2 Q1＝9.50×105N
Q2＝8×44.44×100×180N R＝12.5Mpa取混凝土轴心抗压强度（fc） 则A＝1.18×106mm2 若每基础8组垫铁，则每组面积 1.47×105mm2，垫铁可制成370mm×400mm；若每基础16组垫铁，垫铁可制成370mm×200mm。 从以上计算中可以看出，此工程中对垫铁面积影响最大的是Q2。那么地脚螺栓拧紧后所分布在垫铁组上的压力是否能达到以上计算所得到的数值呢？ 我们可作以下计算，参照高强螺栓施工扭矩计算公式： Tc＝K×Pc×d Tc―施工扭矩（N?m）； K―扭矩系数平均值； Pc―此处为螺栓拧紧后所分布在垫铁组上的压力，也即Q2； d―螺杆直径（mm）； 其中，Tc：按3~4人用2m扳手，可取Tc＝500×4×2N?m K：尚无此种螺栓扭矩系数试验数据，但考虑到地脚螺栓制造精度、保存方法等因素，且此螺栓为切削法制造，早期国内试用高强螺栓时曾采用切削法制造高强螺栓，其扭矩系数仅可达到0.2，估计此地脚螺栓扭矩系数大于0.2，计算中取0.15，偏于安全。 则：Q2＝8×Tc／（K×d）＝2.67×106N Q2值不足原算法一半。