浅析水压试验的螺纹联接
浅 谈 螺 纹 联 接
50
******螺纹联接的预紧******
• 塑性区域的联接方式，紧固时产生的轴向应力，使螺纹零件处 于屈服点(或弹性极限应力)以上。也就是说，这种方式已经超出 了弹性极限的范围。因此，螺纹零件的拉伸强度(标准值)相对于 紧固轴力而言，其机械性能和螺纹部摩擦系数都不相同了，达到 了百分之八、九十，甚至更高。与在弹性区域联接相比，其强度 利用率要高得多。不过，此种方式的紧固轴力由于已处在塑性区 域，因此，为达到预期的效果，必须要充分全面地考虑到螺纹联 接体的塑性现象及其总的影响、塑性区域时产生的轴向应力，使 螺纹零件处于屈服点(或弹性极限应力)以上。也就是说，这种方 式已经超出了弹性极限的范围。因此，螺纹零件的拉伸强度(标 准值)相对于紧固轴力而言，其机械性能螺纹部摩擦系数都不相 同了，达到了百分之八、九十，甚至更高。与在弹性区域联接相 比，其强度利用率要高得多，不过，此种方式的紧固轴力由于已 处在塑性区域，因此，为达到预期的效果，必须要充分全面地考 虑到螺纹体的塑性现象及其总的影响，塑性区域里内力与外力的 关系、轴力的给予方法、紧固方法，等等。 51
47
******螺纹联接的预紧******
3.预紧力控制方法:
1)凭手感经验； 2)测力矩扳手; 3)定力矩扳手； 4)测定伸长量。
测力矩扳手
定力矩扳手
48
******螺纹联接的预紧******
10螺纹联接
C1
F2 2 C2
F F
F0
F
C1
C1F C2
FF
F11
C1
F0
F
C1 C2
F2
2
F C2 FC1 C2
F
F
F
F 未F拧 紧 C2 F拧紧后 C1 C2
加载后
26
(4) 强度计算
计算步骤：
①由工作要求确定残余预紧力F；
对于有密封性要求的联接，F 1.5 ~ 1.8F
一般联接，工作载荷稳定时： F 0.2 ~ 0.6F
锥端螺钉联接 平端螺钉联接 圆柱端螺钉联接
6 螺纹联接 11
10.4 螺纹联接的预紧
大多数螺纹联接在工作前都需要拧紧。
一、预紧目的：增强联接的刚性、紧密性和防松能力
(防止轴向开缝、横向滑移)。
二、预紧力确定原则
拧紧时应适当控制其预紧力， 预紧应力不得超过其材料 的屈服极限的80%。 碳钢： F (0.6 ~ 0.7) S A 合金钢：F (0.5 ~ 0.6) S A 其中，A d12 ， S 由选取的性能等级而定。
6 螺纹联接 19
一、受拉(普通)螺栓联接
1. 受拉松螺栓联接(不需预紧,受静载荷)
装配时，不受力; 工作时，轴向工作载荷F。 失效形式: 螺栓杆塑性变形 计算准则: 强度计算准则
F
π 4
d12
其中，[ ] lim S
SS
d1
4F
πσ
6 螺纹联接 20
F
一、受拉(普通)螺栓联接
mf
6 螺纹联接 22
F
一、受拉(普通)螺栓联接
2. 受拉紧螺栓联接(需预紧)
FR
情况2：受预紧力F 和横向载荷FR
机械设计基础10联接(螺纹联接)
基本原理
螺纹联接的基本原理是通过螺纹的咬合来实现连接 和紧固。
设计要求
螺纹联接的设计要考虑螺纹的类型、尺寸、加工精 度、连接长度等因素。
螺纹联接的计算和选取方法
计算方法
螺纹联接的计算方法需要考虑载荷情况、材料性能、 螺纹类型等因素。
选取方法
螺纹联接的选取应考虑加载情况、工作环境、连接 性能要求等因素。
螺纹联接的制造和装术包括螺纹加工、表面处理等环节。
2
装配技术
螺纹联接的装配技术要注意正确的装配顺序、力矩控制等。
3
检测技术
螺纹联接的检测技术包括外观检查、力矩测试等方法。
螺纹联接的常见问题和解决方法
常见问题
螺纹联接中常见的问题包括松动、脱螺纹、过紧等。
解决方法
解决螺纹联接问题的方法包括增加紧固力、正确选择螺纹类型、使用螺纹锁紧剂等。
机械设计基础10联接(螺 纹联接)
欢迎来到机械设计基础系列第十讲！本讲将介绍螺纹联接，包括定义、分类、 特点、优点、应用领域、基本原理、设计要求等内容。
螺纹联接的定义和概念
螺纹联接是一种常用的紧固连接方式，通过螺纹的互相嵌合实现连接和紧固。 它由一个内螺纹和一个外螺纹构成，通过旋转使螺纹互相咬合达到紧固的效 果。
螺纹联接的分类和特点
分类
螺纹联接可以分为内螺纹联接和外螺纹联接两种 类型。
特点
螺纹联接具有承载能力强、可重复使用、连接牢 固等特点。
螺纹联接的优点和应用领域
1 优点
2 应用领域
提供均匀的紧固力、承载能力高、便于拆卸、 可重复使用等。
广泛应用于机械制造、汽车工程、航空航天、 建筑等领域。
螺纹联接的基本原理和设计要求
螺纹压力表起压原理、__概述说明以及解释
螺纹压力表起压原理、概述说明以及解释1. 引言1.1 概述螺纹压力表是一种用于测量液体或气体中的压力的仪器。
它利用压力传感器原理将外部的压力信号转化为可读取的电信号，以便进行相应的观测和记录。
由于其简单、精确和可靠的特性，螺纹压力表在各个行业中被广泛应用。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来探讨螺纹压力表的起压原理、概述说明以及解释。
首先，在引言部分，我们将对文章进行概述，并介绍文章的结构和目的。
随后，我们将详细阐述螺纹压力表起压原理，包括压力传感器基本原理、螺纹连接方式介绍以及起压装置和工作原理。
接下来，我们会对螺纹压力表进行概述说明，包括其构造和组成部分、工作特性和可靠性评估，以及应用领域和市场需求。
然后，我们会对螺纹压力表进行解释，包括测量范围及精度要求解析、使用注意事项及常见问题解决方法，以及维护保养及校准措施讲解。
最后，在结论部分，我们将总结螺纹压力表起压原理与应用意义，并展望未来螺纹压力表的发展趋势与挑战方向。
1.3 目的本文旨在介绍和解释螺纹压力表的起压原理、概述说明以及解释。
通过对其基本原理、构造和工作方式进行详细阐述，读者将能够全面了解螺纹压力表在工业领域中的重要性和广泛应用。
同时，本文也旨在提供关于使用和维护螺纹压力表的相关指导，帮助读者更好地运用该仪器并避免常见问题。
最后，通过对未来发展趋势与挑战方向的展望，读者可以对螺纹压力表技术的前景有一定的了解。
2. 螺纹压力表起压原理2.1 压力传感器基本原理螺纹压力表是一种常用的测量工具，它通过压力传感器来实现对压力的测量。
压力传感器是将被测物体的压力转化为电信号输出的装置。
其基本原理是利用柔性元件的变形与受力之间的关系。
在螺纹压力表中，通常使用金属弯曲或拉伸柔性元件作为传感器。
当被测物体施加一定的压力时，传感器上的柔性元件会发生形变，从而引起电阻、电容、电感等特性参数的变化。
这些参数变化经过信号处理电路后转换成电信号输出，在显示屏或仪表上以数字或模拟量形式展示出来。
螺纹联接的类型、预紧和放松.
预紧力与拧紧力矩的关系
T T1 T2 0.2F0 d
F T---拧紧力矩 T1---螺旋副摩擦力矩 T2---支承面摩擦力矩 F0---预紧拉（压）力
适用M10~M68的普通螺纹
控制预紧力的方法有：
1.测力矩扳手
动 画
2.定力矩扳手
动 画
测量螺栓拉伸变形
对于不控制预紧力的重要螺栓联接，宜大于 M12~M16mm，以免装配时拧断。
特点：属破坏性防松，不能重复装拆，用于一次性联接。
10. 胶接防松
原理：用粘合剂涂于
螺纹旋合表面，拧 紧螺母后粘合剂能
自行固化，起到防
松效果。
特点：适用于有较大冲击、振
动的高ห้องสมุดไป่ตู้机械中运动部件
的联接。
6. 圆螺母加带翅垫片防松
原理：使垫片内翅嵌入螺
栓（轴）的槽内，拧
紧螺母后将垫片的外 翅之一折弯嵌入螺母 的一个槽内。
特点：圆螺母为细牙螺纹，防松可靠，主要用于滚动
轴承内圈与轴的固定。
7. 止动垫片防松
原理：螺钉拧紧后，将
双耳止动垫圈分别向
不经常拆卸的场合， 以免螺纹孔磨损。
4. 紧定螺钉联接
利用螺钉末端顶住另一零件的表面或凹坑，以
固定两零件的相对位置，可传递不大的力或力矩。
二、螺纹联接的预紧
概念： 装配时拧紧称为 F0
预紧，产生的力
称为预紧力F0 F0
F0
目的： 增强可靠性、紧密性，防止受载后出现缝
隙或相对移动
预紧力大小：要适度，重要联接必须控制预紧力
螺母和被联接件的侧 面折弯贴紧，即可将 螺钉琐住。
特点：结构简单，使用方便，防松可靠。
8. 串联钢丝防松
螺纹联接紧固常识.
螺纹联接紧固常识一、概述：在机械设备行业中，设备运行的好坏有三大重要因素：1、润滑是否良好2、联接是否牢固3、间隙是否正常。
因此，螺纹联接知识的正确使用和螺纹联接现状的科学管理对提高设备的运转具有举足轻重的作用。
螺纹联接在机械设备中的运用非常广泛，所以螺纹紧固显得非常的重要。
利用带有螺纹的零件把需要相对固定在一起的零件联接起来，称之为螺纹联接。
螺纹联接是一种可拆联接，其结构简单，装拆方便，联结可靠，且多数螺纹零件以标准化，生产率高，成本低廉，因而得到广泛的应用。
二、螺纹联接的基本常识：螺纹联接基本分为：螺栓联接，双头螺柱联接和螺钉连接。
（1）螺栓联接：螺栓的一端通常为六角形头部，另一端有螺纹。
螺栓连接是将螺栓一端穿过被联接机件的孔，套上垫圈再拧紧螺母，把机件联接起来。
这种联接方式，不需要加工螺纹孔，比较简单，因而获得广泛应用。
（2）螺柱联接：双头螺栓柱的两端均有螺纹。
双头螺柱联接是，把螺纹较短的一端拧紧在被联接件的螺孔内，靠螺纹尾端的过盈而紧定，然后放上第二个被联接的零件，最后套上垫圈再拧上螺母，将机件联成一体。
拆卸时只需拧下螺母，螺柱仍留在螺纹孔内，故螺纹不易损坏。
这种联接主要用于被联接件之一不太厚，不便穿孔，并且需经常拆卸或因结构限制不易采用螺栓联接的场合。
（3） 螺钉联接：这种联接不是用螺母，而是用螺钉穿过一机件的孔后直接拧入另一个机件的螺孔内，便能夹紧零件。
a ）螺栓联接b ）双头螺柱联接c ）螺钉联接d ）紧固螺钉联接三、 螺栓的标识：螺栓各部位图示：六角对边六角对角六角头厚度 C 螺纹倒角 C 0六角头倒角 r 过渡圆螺纹公称直径杆部直径 L 公称长度 L 0螺纹长度1、图中螺纹规格d ，通常有4mm 、5mm 、6mm 、8mm 、10mm 、12mm ，直至150mm ，也表示为M4、M5、M6、M8、M10、M12等。
L 也就是平时在工作中所说螺栓的螺杆长度。
2、图中8.8表示螺栓的强度等级，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。
螺纹联接作业分析
目录
CONTENTS
• 螺纹联接基本概念与原理 • 螺纹联接件选择与计算 • 螺纹联接加工工艺及设备 • 装配过程质量控制与检测 • 常见故障分析与排除方法 • 优化设计与改进建议
01 螺纹联接基本概念与原理
CHAPTER
螺纹联接定义及作用
螺纹联接定义
通过内外螺纹的相互配合，实现 两个或多个零件间的可拆卸连接 。
拧紧力矩计算
根据螺栓的直径、材料强度、摩擦系数等因素，使用公式或 查阅相关表格计算出所需的拧紧力矩。确保拧紧力矩既能保 证联接的紧固性，又不会因过大而导致螺栓断裂或联接件变 形。
校核方法
使用扭矩扳手或其他测量工具对实际拧紧力矩进行测量，并 与计算值进行比较。如果实际值与计算值相差较大，需调整 拧紧力矩并重新校核，以确保联接的可靠性。
核对螺纹规格、公差等级和配合要求， 确保螺纹联接的互换性和紧固性。
装配过程中质量监控方法
控制拧紧力矩
使用扭矩扳手按照规定的拧紧力 矩进行装配，避免过紧或过松导
致的联接失效。
保持装配垂直度
确保螺栓与螺纹孔垂直，避免倾 斜或偏移导致的装配不良和应力
集中。
监控装配过程
采用在线监测或定期抽检的方式， 对装配过程中的关键参数进行实 时监控和记录，以便及时发现问
防腐保护措施
采用电镀、喷涂等防腐技 术对联接件进行保护，提 高耐腐蚀性能，适应恶劣 工作环境。
提高生产效率降低成本措施
采用自动化生产线
01
引入自动化设备和机器人进行螺纹联接作业，提高生产效率和
一致性，降低人工成本和错误率。
优化工艺流程
02
对生产流程进行梳理和优化，减少不必要的工序和等待时间，
浅谈螺纹联接技术
浅谈螺纹联接技术摘要：螺纹联接结构是汽车总装里面大量使用的基本结构，它的可靠性和汽车的总体质量息息相关，特别是底盘部分的螺纹联接结构，更是关系到汽车的安全性能。
螺纹联接结构保证其可靠性的关键在于预紧力的选择及合理控制，还有有效的放松方法。
关键词：螺纹联接，预紧力，可靠性设计，统计过程控制现今时代，汽车已经成为人们生活中必不可少的重要工具，国内汽车行业发展日新月异，竞争更是激烈，消费者越来越重视汽车的品质。
螺纹联接技术作为汽车总装里面大量使用的基本结构，它的可靠性和汽车的总体质量息息相关，特别是底盘部分的螺纹联接结构，更是关系到汽车的安全性能[1]。
螺纹联接是用螺纹紧固件把两个或更多的被联接件夹紧在一起，以便抵抗各种外载荷，而被联接件不分离，不滑移，或者接合面不泄漏。
为此，在施加外载荷之前，需拧紧螺纹紧固件，以夹紧被联接件。
称拧紧螺纹紧固件为预紧，称该力为预紧力，所以螺纹联接技术的最核心的便是预紧力。
螺纹紧固件在装配拧紧时，使拧紧的螺纹组合件预先受到一个力的作用，这个力即为预紧力。
预紧力的大小，直接影响联接的可靠性、紧密性、疲劳强度、防松性能和在承受载荷后被联接件间产生缝隙或发生相对滑移的可能性。
但预紧力过大或过小都会引起螺纹联接不同形式的失效：1、紧固件的失效：（1）过大的预紧力：螺栓拉长甚至断裂或溃牙。
（2）过小的预紧力：螺栓在使用过程中松旷、脱落。
（3）螺栓的疲劳失效：大多数螺栓在使用时以疲劳的形式失效，较大的预紧力增加了螺栓的平均应力，因此可能使疲劳寿命缩短。
2、联接件的失效：（1）压溃：过大的预紧力可能会使薄壁壳体如：法兰、缸盖等压溃，在承受工作载荷时导致连接体破裂；（2）联接不可靠：过小的预紧力导致联接件联接不可靠，紧密性差联接件分离和产生滑移现象，严重的导致螺栓被剪断等[1]。
由此可见，我们需要的是正确的预紧力。
预紧力过或过小都是无益的。
在极大多数情况下，需要的是均匀的预紧力。
一组螺纹联接紧固件，若预紧力有大有小，将会使这组螺栓受力各不相同，不能均匀地承受工作载荷，那么这一组联接件也可能会在较短时间内失效。
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一 ＝ 一一 － 彘 ＳＳ ｉ ｂ ＝
下面设 计计 算试水压螺杆尺寸 ：
㈥
已知 ： 塞缸 的直 径为 ｄ ５ ｍｍ， 验压力 Ｐ＝ ２ ａ 螺 活 ＃ ０ ３ 试 ＭＰ ， 栓 数 目 ｎ＝ ８ 。设计时 ， 螺栓材料选用 ４ ５号钢 ， 螺栓性能级别 选用 ６８ 。假设其强度分布为正态分布 ，则 ｂ ６ ０ Ｐ ， ，级 ＝ ０ Ｍ ａ
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《 装备制造技术）０ ７ ） ０ 年第 ７ ２ 期
浅 析 水 压 试 验 的 螺 ￣ｒ 接 Ｃ． ５联
戴和 民
（ 南宁发 电设备总厂 ， 广西 南 宁 ５０ ３ ） ３ ０ １
摘要 ： 从理论上探讨和研 究某发 电设备厂 易发 生事故的水压试验工具的螺纹联接 问题 ， 通过分析原 因， 消除 了事故隐患 ， 取得 了明显
Ｃ。— —螺栓刚度系数 Ｃ — —被联接件刚性系数
验， 然而水压试验工序 十分危 险 ， 稍不注意 ， 就会机毁人亡 。所 以压 力试验须考虑 的因素很多 ， 主要有 以下 三个方面 ： 但
（） １工件的承受 能力 ： 工件壁厚 、 结构 能否达到抗压能力 。 （） ２ 密封情况 ： 用何种材料密封 ， 密封 的结构方式如何 。 （） ３ 螺纹联接 的强度计算 ： 螺栓选用何种材料 ， 以及螺纹 尺 寸的大小 。
赤 — 相 刚 —对度
将式（ ） 以螺栓横断 面面积 Ａ， ２除 可得螺栓总拉应力分布
的均值。
以上三个 问题 ，是设 计试水 压工具必须考 虑和解决 的 ， 关
键是螺纹联接 的强度 ， 在水压试验 中螺纹发生断裂破坏时有发 生， 所以螺纹联接 的强度计算在设计 中显得尤为重要。 可靠性设 计是一套 全新 的概 念 ， 利用可靠性设 计理论来校
ｓ＝ ４ ０ ａ ８ ＭＰ ，屈 服 极 限 的 标 准 离 差 为 盯 ＝ ００ ｓ ． ７ ＝
ｕ Ｓ
核计算螺纹联 接与 以往螺纹 联接 的传统 强度校核计算 方法相
比， 此设 计更安全 、 更完 善、 更可靠 。
１ 分析计 算
０ ０ ８ ． ７Ｘ ４ ０＝ ３ ． ＭＰ ， ＝０ ５盯ｓ ３６ ａ Ｓｉ ． ＝０ ５ Ｘ４ ０＝２ ０ ａ ． ８ ４ ＭＰ 。
降低 ； 同时 ， 了满 足联 接的 紧密性要求 ， 紧力又不 宜过 小 ， 为 预
一
一 一 一 ２ ５ ｌ ５ ｌ ５ Ｓ ０ ５ ５ ２
全。故要求 的可靠度值为 ０ ９ ９ ９ ． ９ ９ 。据此 ， ９ 由标准正态分布表 知： 联结系数 Ｚ＝－４７ － ．。于是 ， 将有关各 值代人式 （ ） ： ５得
— 一 嘲
足 悃嘲
一 一 嘲
。
足
长
６ ４ ２ ０ ２ ｑ ６ ８
重要的零件和设备 ， 要保证有最优 的高可靠度 。试水压工序是
比较重要的工序 ， 一旦失效 ， 会使试验失败 。 将 甚至危及人身安
度大 小的主要 因素 ， 紧应力 不宜过大 ， 预 否则会引起可靠度 的
假设螺栓 的应力分布为正态分布 ， 则盖板所受最大工作 载
：
荷 的均值为 ：
Ｆ 竿 ） × ｒ ＝ ＝ ２
一
＝２ ＿ １２５ ９２Ｎ ４５
．
每个螺栓所受最 大工作载荷 的均值为 ：
图 １ 试 水 压 工 具 Ｆ：且：下 ２ ２ ，５ ：２ ０ ２８ １ ４ ２５ ９ ４ ５ Ｎ
Ｐ（ ＞Ｓ ＝ Ｐ（ － ＞０ ≥Ｒ （） 盯ｓ ） ￣ｓＳ ） ｔ （） １
‘ Ａ
（） ｄ
ｄ ‘
计算时 ，被联 接件的刚度系数 ｃ 与螺栓 刚度 系数 ｃ。 之
比通常取为 ８ 。
将有 关 数 据 值 代 人 式 （ ） ： ３得
根据螺纹联接的工作状态 ， 用式 （ ） ２ 求出螺栓的总拉力 ：
图１ 为某发 电设备厂的一套试水压工具 ， 试水压工具 的联
接为紧螺栓联接 ， 预紧力 和受轴 向动载荷 的联接 。按照可靠 有 性理论 ， 设计 公式 为 ： 栓材料 的屈服极 限大 于螺 栓应力 的概 螺 每个螺栓 的由工作载荷引起 的应力均值为 ：
＝ ＝
率必须大小或等于设计所要求的可靠度 Ｒ（）表示为 ： ￡，
Ｆｏ＝ Ｆ七 Ｆ
或
亨＝
×
＋ ４ ２０
（） ４
Ｆ彘 ０
式 中： —— 螺栓上所受 的工作载荷 Ｆ Ｅ —— 预紧力
（ ２ ）
由文献 【 查得公式 ： ３ 】
一 一 ＿ ｚ＝一 — ＿
ｕ Ｓ
（） ５
Ｆ ——剩余 预紧力
不 同 的 场 合 不 同 的设 备 需 要 提 出 不 同 的 可 靠 度设 计 。 度 高
般取 Ｓｉ ０ — ．） 。可得到满意的可靠度 。 ＝（． ０ ， ４ ６ （） ２ 当螺栓材料 、 几何尺 寸 、 件载荷和预紧应力一定时 ， 工
４ 一－￣ ＋ ０ ８ （４－２ ） ０ ３ｗ ４ －２ ｚ
－
相对刚度也 是影 响可靠度大小 的因素之一。 传统 的螺栓强 度计算偏 于保 守 ， 安全 系数偏 大 ， 采用 了可 靠性理论对水压试验螺栓强度进行设计 、 校核。修正 了过 去的 偏差 ，使螺栓强度设计 在保证水压试 验工作安全可靠 的前提 下， 既节约材料又 降低试验成本 ， 提高了企业 的经济效益 。
的 经 济 和社 会 效益 。
关键词 ： 螺栓强度 ：ｊ －￣性： ． － 水压试验： 正态分布 ； 紧应力 预
中图分类号 ：Ｋ ３ Ｔ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ （０ ７０ — ０ １ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ ０ ）７ ０ ３ － ２ －
水轮机工作在 压力状态下 ，须对某些零 部件进行水压 试
收稿 日期 ：０ ７ ０ — ２ ０— ５ ７ 作者简介 ： 戴和民（ ６ —） ， １ ｏ ， 广西 陆川人 ， 师， ９ 男 工程 研究方 向为水轮发 电机组工装技术 。
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Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕａ ｔｉ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｆ ｃｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙＮＯ． ２ ０ ｎ ７， ０ ７