高强度螺栓的重复使用次数及疲劳寿命问题
塔式起重
机高
强度螺
栓的
重复
使用次数
及疲劳寿命问题
上海市建材业质
量监督管理
中心
上海
纺织
高等专
科学校机械系贾国
喻
庄
幼敏
内容摘要
本文
从高强度螺
检的
紧固原理出发
说明
塔机上
高强度螺
检一般不
可
多次重
复使用的原因
并论证重
复使用
次
数并不
受疲
劳寿命限制
关键词
塔机高强度
螺栓疲劳寿命
咭成
一21
引言
高强度螺栓联接是一种优越的钢结构联接形
式它具有施工简便易拆换受力好耐疲劳不
松
动等优点所以
目前已成为塔式起重机(以
下简称塔
机)安装的主要联接手段由于
塔
机在完成了一
个
施工任
务后要拆
卸并在
下次使
用时重新安装于
是
就有
了拆卸
后的高
强度
螺栓能否在
下次安装时再次
使
用以
及能重复使
用几次的问题由于
紧固
件的
使
用关系到塔机工作的安全性以
及施工单位的经济效
益因
此必须对高
强度螺栓的重
复使
用问题有一
明
确
的认识建筑行业标准JG/
巧05
74。一1
995
中已
明文规定:
高
强度螺栓螺母使
用后拆
卸下
再次使用
一
般不得超过两次但其中道理一些从事
塔机设计
的人员和施工管理的人员并
不真
正了解以致于
目
前执行标准的情况不甚理想据
调查在
上海地区
百
分之九十以上的塔机高
强度紧固
件都任其反
复使
用直到断裂为止这对塔机的安
全工作
是个潜在的
危险
调查中发现的另一个问题是有关执行标准
较好
的工程技术人员不恰当地从疲劳寿命
的角度来
对标准中的规定进行解释即提出塔机高强
度螺栓
一般安全使用的疲劳寿命
约为
五年因
此每次施工
18
个
月左右
的塔机其高
强度螺栓重复使用
次数便
只
有
两次
而每次施工期较短的塔机其高
强度螺栓
重
复使用
次数可以
放宽笔者以
为在这种说
法中
对高
强度螺栓疲劳寿
命的估计
是不
够正
确的也是
与实际
不符的因
此并不能引
导人们
去正
确执行标
准为此拟以
本文与有关
工程技术人员进行探讨
应
当指出关龄高强度螺栓联
接国
内外已
经积累了
大量的
研究成果其设计与施工问
题基本都获解决
《
建设
机械
技术与管理)l
熨巡,
年第4
期但国
内在塔机上使
用高
强度螺栓的时间较短本文
旨在将
正确的
理论引人该工
程实际
2
从紧
固原
理看
高强度螺栓的重复
使用问题
高强度
螺栓联接有摩
擦型
张拉型
和承压型三
种塔机上使用的属于
前
两种联接型
式都是利用被
联接板之间的摩擦力来传递载荷的为了
能比
普遍
受拉螺
栓联接
获得更好的联接强度联接刚性和联
接效率塔机上高
强度螺栓
必须按正确
的方法进行
紧
固以
精确地获得很高的联接
预紧力高
强度螺栓
常用
的紧固
方法是扭
矩法和
转角法扭
矩法是以
拧
紧扭矩M
与预
紧力凡的关系
为依据的在高强度
螺栓出现以前就已经知道:M=
kd
凡式中k
为
扭矩系数d
为螺纹公称直径
式中、=
杏
‘。+
小奈
d
—螺纹中径;
d
—螺母
和垫圈接触面
的平均直
径;
p
—螺纹槽当
量摩擦角;
入
—螺纹升角;
产
—螺母和
垫圈间的摩擦
系数
所谓扭矩法就是将扭矩系
数当作定值通过控
制拧紧扭矩从而
控制
预紧力的一
种紧固方法显
然
这种方法必须以
扭
矩系数始终保持计算
时的定值前
提否
则
即使拧紧扭矩施加很精确也无法
得到精确
的预紧力但
试验和现场使
用经验都证实扭矩系数
具有不稳定的
性质当将一
个拧紧的
螺栓联接松
开
后再次拧紧时扭矩系数即下
降图1
所示
为日
本的
试验结
果表明扭矩系数随重复
拧紧次数的
增加而
降低
的情
形这是由于
重复拧紧时摩擦表
面被磨光
l9
摩擦
系数下
降所致除此之外高
强度螺栓紧固件的
锈蚀润滑
温度湿度情况都将
影响扭矩系数仅就
锈蚀而
言显然塔机
上使用的高强
度螺栓紧固件
重
复使用
几次的锈蚀情况会有很大的不同
必将
引起
扭矩系数很大
的变化
正因
为扭矩系数的这种
不稳
定性多次重复使
用高
强度螺栓极易造成或
预紧力
不
足或过分紧固
甚至
还可
能将螺栓拧断所以
不
建议
多次重复使
用高
强度螺栓但
显然如果能掌握
扭矩系数确切的变化数值
相应调整拧紧扭矩的大
小那么精确控制预紧力也是可能
的这时多次重复
使
用便成为
可行来承受在初拆后额外施加的终拧即
其
拧紧能力或
称螺母
的转动传
力急剧下降
了试验还已经指出镀
锌螺栓
的拧紧能力比
不镀锌
的降
低更多因
此在美
国是绝对不准许
重复使
用有镀层的高
强度螺栓的
雕L___17
翌
氢
‘l
第均吩除第匀吩除
”!遥
图2
螺
母转角与螺
栓轴力
的关系
最低拉力
要求
。
—第一次的平均
值
—第二
次的平
均值
—第三次的平均
值¹
巴»
500勺的石的2州泊
竹{
体一】破
坏划拼
锐不月只
井奥
转
图1
扭矩系数
的变化
拧紧螺母
时螺母转过的角度与螺
栓的轴
力
(即
预紧力)呈现一定的关系
如图2
所示因
此紧固
时可以
用螺母转角
的大小来控制
预紧力这就是所
谓的
转角法转角法紧固
时先转动螺母到螺栓的
轴
力超过A
点(相当于
被联接件密贴程度)此称为初
拧再以此为起始位
置将螺母终
拧某额定角度一
般规定为1/2
圈
或3/4
圈
此时螺栓的轴力不仅达到
规定的保证
载荷(我
国规定的保
证载荷比
屈服极限
略低)而且超过r
点达到塑性区域由于
在rM
之间
的塑
性区
域内螺母转角有误
差时所产生的
螺栓力
变化很微小这就为获得预定的预紧力提供
了保障
即通常施工时存在的螺母
拧紧程度
的误差
几乎不引
起预紧力的误
差而在A
r
之间同样大小的螺母转
角误差所对应的螺
栓轴
力的
误差是
有相当数量
的
所以
拧紧到这个区域
是不恰当的即
施工
时存在的
螺母拧紧程度误
差会引起较大的预紧力误差
由此
可见以转角法精确控制螺栓
预紧力
必将
是以引起
超过弹性极限的螺栓轴
力为前提的在这种情
况下
重复使
用高
强度螺栓是不适当
的图3
所示是美
国
A4
90高
强度螺栓试验得出的代
表性结果
可
见设计
所要求
的最低预紧
力只在第一
次和第
二次使
用时达
到以
后使
用时预紧力急剧下降
这是由于
重复
拧紧
积累的塑
性变形已使其不
再
有足够
的变形能力可
以
20仍脚饰诩仍汉
伸
长(
二)
图3A
4
卯螺栓的重复拧紧
综上所述不论是用扭矩法或是转角法紧固高
强度螺栓一
般均存
在重复使用多次后预紧力不
能
精确控制
而使联接的可靠
性和
安全性下降
的危险
这正
是J
‘/T50574
0一1
95
规定
使用后拆卸
下的
高
强度螺栓螺母再次使
用的次数
不得超过两次的道
理所在有
必要指出的是有些塔机的高
强度螺栓曾
重复使
用多次而仍未发生
问题这往往是不少施工
者实际上只
将高
强度螺栓象普通螺栓一样去使用
既不施以
高的预紧力也不严格仔
细地控制
和检查
预紧力这显然不是真
正意义
上的高强度螺栓联接
3
高强度
螺栓
疲劳寿
命的估
算
塔机的
工作并不频繁其高
强度螺栓按有
限寿
命设计
是可
行的但
这就有一个疲劳寿命如何正
确
估算
的问题在外载荷仅为横
向载荷
的摩擦型高强
度
联接中一
般
不存在高
强度螺栓本身
的疲劳问题
但在受有轴向外载荷的张
拉型
联接中有
螺栓的疲劳
问题下面以
塔机上常
用的129
级M3
高
强度螺栓
为例估算其疲劳寿命当
张拉型
高
强度螺栓联接受
轴向脉动循
环载荷作
用时螺栓受到的是非对称循
环的单
向拉力作
用其最低载荷是预紧力凡按文
(
建
设
机械技术与管理)l男心年第4期
常用紧固件的选型及应用
Technology Forum
︱444︱2016年11期 常用紧固件的选型及应用
王玉和 内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 托克托县 010206 摘要：目前，不少单位在检修安装螺栓时，由于检修人员普遍顾虑结合面产生泄漏，因此，总想把螺栓拧得紧一些。紧固后预紧力到底有多大，螺栓是否安全，缺乏数据依据。为了进一步了解和掌握紧固件的知识，并且能充分应用到日常检修工作中。以致于在日常工作中不会出现一些普遍性错误，我们必须掌握一部分紧固件的常用知识。紧固件在电力行业的日常检修中能经常遇见，正确和科学的使用紧固件，是需要点检人员熟练掌握的。特别在日常工作中螺栓应用的错误导致了一些事故的发生，更能说明问题和启发人们。 关键词：紧固件；螺纹；预紧力 中图分类号：V229+.1 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）11-0444-02 引言 紧固件是将两个或两个以上零部件连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总成。市场上也称为标准件，通常情况下它包括螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉等11类零件，生产生活中经常应用的是螺栓、螺柱、螺钉、螺母。 1 紧固件简介 生产过程中，螺栓连接是指由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件的一种连接形式。螺柱连接是指在连接时，一端需旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，使这两个零件紧固连接成为一个整体的一种连接。由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可分为三类，即机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉，不需要螺母配合，这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸连接。 在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分我们一般称之为螺纹。螺纹按其母体形状一般分为圆柱或圆锥螺纹；按其牙型分为三角形、矩形、梯形、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹；按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，右旋螺纹为常用螺纹；按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹；联接用的多为单线，传动用的采用双线或多线；按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等。 2 紧固件选用 2.1 高强度螺栓的使用与普通螺栓的区别 高强度螺栓的使用包括合理的设计选型，合理的使用以及高强度螺栓连接的定期检查三方面，分析高强度螺栓的使用寿命，指出其失效的原因有设计不当，多孔紧固连接紧固过程不均匀，连线松动，生锈与咬死螺纹不对或配合不好等七个方面，最终得出较好地实现高强度螺栓连接的可靠性，在其强韧性，制造精度以及大尺寸螺栓连接时其紧固方法和检验方法都很重要的结论。 高强度螺栓可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大。普通螺栓的材料是Q235A制造的。高强度螺栓的材料35＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度。两者的区别是材料强度的不同。从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。普通螺栓常用Q235钢制造。 从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级，其中10.9级居多。普通螺栓强度等级要低，一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用M16-M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。 2.2 高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别 高螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。总之，摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓，只不过是设计是否考虑滑移。 摩擦型高强螺栓绝对不能滑动，螺栓不承受剪力，一旦滑移，设计就认为达到破坏状态，在技术上比较成熟；承压型高强螺栓可以滑动，螺栓也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏（螺栓剪坏或钢板压坏）。从使用上看：建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。普通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。高强螺栓一般用于永久连接。高强螺栓是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。 普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用。普通螺栓只需拧紧即可。普通螺栓一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。高强螺栓一般为8.8级和10.9级，其中10.9级居多。8.8级 与8.8S 是相同等级。普通螺栓与高强螺栓的受力性能与计算方法均有所区别的。高强螺栓的受力首先是通过在其内部施加预拉力P，然后在被连接件之间的接触面上产生摩擦阻力来承受外荷载的，而普通螺栓则是直接承受外荷载的。更具体的来说：高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽，使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力，通过螺帽和垫板，对被连接件也产生了同样大小的预压力。在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，显然，只要轴力小于此摩擦力，构件便不会滑移，连接就不会受到破坏，这就是高强度螺栓连接的原理。 高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的，为使接触面有足够的摩擦力，就必须提高构件的夹紧力和增大构件接触面的摩擦系数。构件间的夹紧力是靠对螺栓施加预拉力来实现的，所以螺栓必须采用高强度钢制造，这也就是称为高强度螺栓连接的原因。高强度螺栓连接中，摩擦系数的大小对承载力的影响很大。试验表明，摩擦系数主要受接触面的形式和构件的材质影响。为了增大接触面的摩擦系数，施工时常采用应喷砂、用钢丝刷清理等方法对连接范围内构件接触面进行处理。高强度螺栓实际上有摩擦型和承压型两种。摩擦型高强度螺栓承受剪力的准则是设计荷载引起的剪力不超过摩擦力。承压型高强度螺栓则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则。 3 螺栓预紧力控制 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，因此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科技论坛
疲劳寿命计算
疲劳分析的数值计算方法
及实例
第一节 引 言
零件或构件由于交变载荷的反复作用，在它所承受的交变应力尚未达到静强度设计的许
用应力情况下就会在零件或构件的局部位置产生疲劳裂纹并扩展、最后突然断裂。这种现象称为疲劳破坏。疲劳裂纹的形成和扩展具有很大的隐蔽性而在疲劳断裂时又具有瞬发性，因
此疲劳破坏往往会造成极大的经济损失和灾难性后果。金属的疲劳破坏形式和机理不同与静载破坏，所以零件疲劳强度的设计计算不能为经典的静强度设计计算所替代，属于动强度设计。随着机车车辆向高速、大功率和轻量化方向的迅速发展，其疲劳强度及其可靠性的要求
也越来越高。近几年随着我国铁路的不断提速，机车、车辆和道轨等铁路设施的疲劳断裂事故不断发生，越来越引起人们的重视。疲劳强度设计及其研究正在成为我国高速机车车辆设
计制造中的一项不可缺少的和重要的工作。 金属疲劳的研究已有近150年的历史，有相当多的学者和工程技术人员进行了大量的研
究，得到了许多关于金属疲劳损伤和断裂的理论及有关经验技术。但是由于疲劳破坏的影响因素多而复杂并且这些因素互相影响又与构件的实际情况密切相关，使得其应用性成果尚远
远不能满足工程设计和生产应用的需要。据统计，至今有约90%的机械零部件的断裂破坏仍然是由直接于疲劳或者间接疲劳而引起的。因此，在21世纪的今天，尤其是在高速和大功率化的新产品的开发制造中，其疲劳强度或疲劳寿命的设计十分重要，并且往往需要同时进行
相应的试验研究和试验验证。 疲劳断裂是因为在零件或构件表层上的高应力或强度比较低弱的部位区域产生疲劳裂
纹，并进一步扩展而造成的。这些危险部位小到几个毫米甚至几十个微米的范围，零件或构件的几何缺口根部、表面缺陷、切削刀痕、碰磕伤痕及材料的内部缺陷等往往是这种危险部
位。因此，提高构件疲劳强度的基本途径主要有两种。一种是机械设计的方法，主要有优化或改善缺口形状，改进加工工艺工程和质量等手段将危险点的峰值应力降下来；另一种是材
扭剪型高强度螺栓连接副预拉力检验报告
扭剪型高强度螺栓连接副预拉力检验报告
一、实验目的
本实验旨在对扭剪型高强度螺栓连接副的预拉力进行检验，以验证其安全可靠性和性能指标。
二、实验装置和材料
1.实验装置：预拉力试验机、扭剪型高强度螺栓连接副、力传感器等。
2.实验材料：扭剪型高强度螺栓连接副、梁体材料等。
三、实验过程
1.根据实验要求选择合适的扭剪型高强度螺栓连接副，并对其进行清洁。
2.调整预拉力试验机的参数，确保其与实验要求相符。
3.将扭剪型高强度螺栓连接副安装在梁体上，保证连接处的紧固悬臂臂长一致。
4.使用力传感器对扭剪型高强度螺栓进行预拉力测试，将力传感器置于连接副上，并调整其为零位。
5.缓慢施加拉力至设定预拉力值，并保持一段时间，以确保连接副充分稳定。
6.检查连接副是否存在松动、塑性变形等异常情况，并记录实验数据。
四、实验结果和分析 根据实验数据，我们对连接副的预拉力进行了分析和计算。通过计算，可以得到连接副的预拉力值，从而评估其连接的可靠性和安全性。同时，根据实验结果可以对连接副的性能指标进行评估，如连接副的变形性能和疲劳寿命等。
五、实验结论
根据实验结果和分析，我们得出了以下结论：
1.连接副的预拉力值符合要求，确保了连接的可靠性和安全性。
2.连接副具有较好的变形性能和疲劳寿命。
六、实验中存在的问题和建议
1.实验过程中，应注意实验装置的准备和调试，以确保参数的准确性。
2.实验中需要进行多次重复实验，以提高实验数据的可靠性和准确性。
1.GB/T3098.7-2024《机械性能六角头螺栓剪切型配套螺母》
2.GB/T3098.15-2024《六角头螺栓剪切型配套垫圈》。
高强度螺栓在起重设备上的使用
关于高强度螺栓在塔机及施工升降机上的使用
随着城市的发展，高层建筑俱增，塔式起重机的应用越来越广泛。然而，由于对高强度螺栓的不正确使用，使高强度螺栓疲劳断裂和连接失效成为起重机械较为隐蔽的事故形式，甚至在正常操作情况下发生倾覆事件，造成群死群伤的突发性事故。我们有必要对高强度螺栓进行深入的了解。
1、高强螺栓的基本知识
1.1塔机上有大量的高强螺栓, 它们是用来连接结构件并传递载荷的。
1.2所有用于连接塔机各部件的高强螺栓对于塔机都是至关重要的，全部螺栓连接都应认真地安装、维护和检查。
1.3每隔固定一段时间检查高强螺栓以保证连接的牢固可靠。螺栓的松动可能导致损坏，甚至单个部件的连接失效。
1.4如果用户自己选择螺母，请确保螺母的强度级别与螺栓配套。
例如： 8.8 级螺栓 -> 8级螺母 10.9 级螺栓 -> 10级螺母 12.9 级螺栓-> 12 级螺母
2、安装前螺栓及螺栓连接副的检查
2.1安装前所有螺栓连接组件都必须清洁干净和仔细检查。检查内容包含螺栓和螺母的螺 纹、螺栓头至螺杆的过渡部分等。
2.2严禁使用损坏的螺栓和螺母！不要使用螺杆锈蚀的螺栓和螺纹锈蚀的螺栓和螺母！
3、高强螺栓组件的润滑
3.1每次安装前，所有螺栓组件必须使用二硫化钼进行润滑。螺栓预紧时良好的润滑能提 供均匀的摩擦力以及达到规定的预紧力。
3.2润滑螺栓和螺母的螺纹以及螺母的接触表面。如果预紧力矩施加 在螺栓头上，那么螺栓头的接触表面也需润滑。
4、高强度螺栓使用中的一些误区
4.1、高强度螺栓的防松采用弹簧垫圈。
《建设机械与设备 高强度紧固件技术条件》JG/T5057.40-1995的规定，“当使用8.8级或9.8级螺栓时，一般不允许采用弹簧垫圈防松。使用其他性能等级的螺栓，绝不允许采用弹簧垫圈防松。建议采取下述防松方法：采用双螺母防松，二个螺母应相同”。 大六角高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、一个螺母、二个垫圈组成，安装时，安装方向由下到上，螺栓头和螺母每侧配备一个垫圈，垫圈有倒角一侧必须朝向螺栓头或螺母。但是，许多安装单位却额外增加了一个弹簧垫圈。诸不知，高强度螺栓是靠施加很大的预紧力而产生作用并通过连接件间的摩擦力来传递外力的，如果加了弹簧垫圈，弹簧垫圈本身不能承受那么大的预紧力，会有被压碎的可能。如此不但起不到防松的作用，反而会使高强度螺栓因为没有足够的预紧力而松动、连接失效，造成事故
螺栓使用寿命标准
螺栓使用寿命标准
螺栓的使用寿命会受到多种因素的影响，例如材质、使用环境、防腐处理、安装方法等。因此，螺栓的使用寿命标准也会因情况而异。
一般来说，普通螺栓在材质一般且在裸露的情况下使用寿命为3-5年，在不裸露的情况下使用寿命为5-7年，如果防腐做得好，甚至可以到达10年。然而，对于一些特殊环境或高强度螺栓，使用寿命会有所不同。例如，在风电领域，正常连续工作情况下，风电紧固件必须保证15年以上的使用寿命，而风电高强度螺栓大部分选择10.9级，少量为8.8级。
如果想要延长螺栓的使用寿命，可以考虑以下方法：
1. 选择合适的材质和防腐处理方式，例如不锈钢螺栓具有较好的耐腐蚀性。
2. 正确的安装方法也很重要，例如使用正确的工具和安装技术。
3. 在使用过程中，避免过度负载或疲劳使用，以及定期检查和维护。
总之，对于螺栓的使用寿命标准，需要具体情况具体分析，并采取相应的措施来延长其使用寿命。
12.9级螺栓使用寿命
12.9级螺栓使用寿命的影响因素
12.9级螺栓作为一种高强度螺栓，广泛应用于各种机械设备和结构中。然而，其使用寿命受到多种因素的影响。本文将探讨12.9级螺栓使用寿命的主要影响因素，包括承载能力、摩擦系数、表面处理、安装环境和使用频率。
1. 承载能力
12.9级螺栓的承载能力是决定其使用寿命的重要因素。在设计和使用过程中，应确保螺栓的承载能力满足设备或结构的要求。如果螺栓的承载能力过低，可能会导致螺栓松动、断裂或设备故障等问题。为了确保螺栓的安全性和可靠性，应进行正确的载荷分析和计算。
2. 摩擦系数
12.9级螺栓与螺母之间的摩擦系数对其使用寿命具有重要影响。摩擦系数过高会导致螺栓难以拧紧或拆卸，而摩擦系数过低则可能导致螺栓松动或脱落。因此，应根据使用要求选择适当的摩擦系数，并确保螺栓和螺母之间的接触面干净、平滑。
3. 表面处理
12.9级螺栓的表面处理对其使用寿命也有一定影响。常见的表面处理方法包括镀锌、喷塑、涂覆润滑剂等。这些处理方法可以有效地提高螺栓的耐腐蚀性和耐磨性，从而延长其使用寿命。因此，应根据使用环境和要求选择适当的表面处理方法。
4. 安装环境
12.9级螺栓的安装环境对其使用寿命具有重要影响。例如，在潮湿、腐蚀性强的环境中，螺栓容易出现锈蚀和磨损等问题，从而缩短其使用寿命。因此，在安装过程中应确保螺栓的安装环境干燥、清洁，并采取适当的防护措施，如涂抹润滑剂或使用密封胶等。
5. 使用频率
12.9级螺栓的使用频率对其使用寿命具有很大影响。在频繁使用的情况下，螺栓容易出现磨损和疲劳裂纹等问题，从而缩短其使用寿命。因此，应根据实际需要合理安排使用频率，并定期进行维护和检修。如果发现螺栓存在磨损或裂纹等问题，应及时进行更换或修复。
总之，12.9级螺栓的使用寿命受到多种因素的影响。为了确保其安全性和可靠性，应综合考虑承载能力、摩擦系数、表面处理、安装环境和使用频率等因素的影响。在设计、选材和使用过程中，应采取适当的措施提高螺栓的耐久性和稳定性，从而延长其使用寿命。
斗轮堆取料机回转支承螺栓连接疲劳寿命分析
斗轮堆取料机回转支承螺栓连接疲劳寿命分析
高培峰王悦民沈卓
上海海事大学物￣Ｅ＿ｒ－程学院上海２００１３５
摘要：常规螺栓连接中，螺栓承受的预紧力和工作载荷是拉力，而斗轮堆取料机回转支承联接螺栓承受 轴向压力而产生压缩，轴向工作载荷和变形不同于常规螺栓连接。本文在对受偏心轴向压力的回转支承高强度 螺栓群进行受力分析的基础上，对螺栓群疲劳寿命进行了分析。 关键词：斗轮堆取料机；回转支承；高强度螺栓；轴向压力；弯矩；疲劳寿命 中图分类号：Ｕ６５３．９２８． ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—０７８５（２０１１）１２—００５８—０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｂｏｈ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｔｌｌｅ ｐｒｅ．ｔｉｇｈｔｅｎｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｗｏｒｋ ｌｏａｄ ｂｏｒｎ ｂｙ ａ ｂｏｌｔ ａｒｅ ｔｅｎｓｉｏｎｓ，ｂｕｔ
ｔｈｅ ｓｌｅｗｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｂｏｌｔ ｏｆ ａ ｂｕｃｋｅｔ ｗｈｅｅｌ ｓｔａｃｋｅｒ／ｒｅｃｌａｉｍｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｂｅａｒｓ ａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｗｏｒｋ ｌｏａｄ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈａｔ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｂｏｌｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｆｒｏｍ ｆｏｒｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｅｗｉｎｇ
ｂｅａｒｉｎｇ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｏｌｔ ｇｒｏｕｐ ｂｅａｒｉｎｇ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ａｘｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｌｔ ｇｒｏｕｐ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｕｃｋｅｔ ｗｈｅｅｌ ｓｔａｅｋｅｒ／ｒｅｅｌａｉｍｅｒ；ｓｌｅｗｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ；ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｂｏｌｔ；ａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ；ｂｅｎｄｉｎｇ
提高螺栓的疲劳强度的措施
提高螺栓的疲劳强度的措施
1. 选择高强度材料
螺栓的疲劳强度与其材料的强度有关。因此，选择高强度的材料能够大幅提高螺栓的疲劳强度。常见的高强度材料有合金钢、不锈钢、钛合金等。这些材料具有优良的机械性能，如高强度、高韧性、高耐磨性等，能够增强螺栓的抗拉、抗弯和抗扭能力，满足不同工况的使用要求。
2. 优化螺栓尺寸和几何形状
螺栓的尺寸和几何形状对其疲劳强度也有显著影响。合理的设计尺寸和几何形状可避免应力集中和裂纹扩展，提高螺栓的疲劳寿命。常见的设计优化措施有：增大螺栓截面积，增加螺栓的长度和螺纹数，采用渐进角度的螺纹等。此外，在螺栓的头部、颈部和螺纹处设置半径或倒角，可使应力分布均匀，减小疲劳破坏的风险。
3. 控制表面质量
表面质量是影响螺栓疲劳强度的重要因素之一。表面缺陷和尺寸误差会导致应力集中和裂纹初始，从而降低螺栓的疲劳寿命。为了控制表面质量，可采用数控加工技术和优化的表面处理工艺，如喷砂、抛光、阳极氧化等。这些技术能够弥补传统加工方法的局限性，提高螺栓的精度和表面质量，避免表面缺陷及尺寸误差。
4. 加强螺纹连接
螺纹连接是螺栓的主要连接形式，其可靠性和疲劳强度的高低关系重大。为了加强螺纹连接的疲劳强度，可采用下列措施：增加紧固力和预紧力，采用预应力或微调紧固力的方法，定期检查和维护螺纹连接以避免松动。此外，为了保证螺纹的质量，必须保持清洁和润滑，选择合适的贴合形式，并避免超载和过度局部变形。
综上所述，提高螺栓的疲劳强度需要在材料、尺寸、几何形状、表面质量和连接方式等方面加以优化。这些措施能够大幅提高螺栓的承载能力和寿命，减少机械设备的维护和更换成本，提高整个工程的稳定性和安全性。
高强度螺栓的重复使用次数及疲劳寿命问题
塔式起重
机高
强度螺
栓的
重复
使用次数
及疲劳寿命问题
上海市建材业质
量监督管理
中心
上海
纺织
高等专
科学校机械系贾国
喻
庄
幼敏
内容摘要
本文
从高强度螺
检的
紧固原理出发
说明
塔机上
高强度螺
检一般不
可
多次重
复使用的原因
并论证重
复使用
次
数并不
受疲
劳寿命限制
关键词
塔机高强度
螺栓疲劳寿命
咭成
一21
引言
高强度螺栓联接是一种优越的钢结构联接形
式它具有施工简便易拆换受力好耐疲劳不
松
动等优点所以
目前已成为塔式起重机(以
下简称塔
机)安装的主要联接手段由于
塔
机在完成了一
个
施工任
务后要拆
卸并在
下次使
用时重新安装于
是
就有
了拆卸
后的高
强度
螺栓能否在
下次安装时再次
使
用以
及能重复使
用几次的问题由于
紧固
件的
使
用关系到塔机工作的安全性以
及施工单位的经济效
益因
此必须对高
强度螺栓的重
复使
用问题有一
明
确
的认识建筑行业标准JG/
巧05
74。一1
995
中已
明文规定:
高
强度螺栓螺母使
用后拆
卸下
再次使用
一
般不得超过两次但其中道理一些从事
塔机设计
的人员和施工管理的人员并
不真
正了解以致于
目
前执行标准的情况不甚理想据
调查在
上海地区
百
分之九十以上的塔机高
强度紧固
件都任其反
复使
用直到断裂为止这对塔机的安
全工作
是个潜在的
危险
调查中发现的另一个问题是有关执行标准
较好
的工程技术人员不恰当地从疲劳寿命
的角度来
对标准中的规定进行解释即提出塔机高强
度螺栓
一般安全使用的疲劳寿命
约为
五年因
此每次施工
18
个
月左右
的塔机其高
强度螺栓重复使用
次数便
只
有
两次
而每次施工期较短的塔机其高
强度螺栓
重
复使用
次数可以
放宽笔者以
为在这种说
法中
对高
强度螺栓疲劳寿
命的估计
是不
够正
确的也是
与实际
不符的因
此并不能引
导人们
去正
确执行标
准为此拟以
本文与有关
工程技术人员进行探讨
应
当指出关龄高强度螺栓联
接国
内外已
经积累了
大量的
研究成果其设计与施工问
题基本都获解决
《
建设
机械
技术与管理)l
熨巡,
年第4
期但国
内在塔机上使
用高
强度螺栓的时间较短本文
旨在将
正确的
理论引人该工
程实际
2
从紧
固原
理看
高强度螺栓的重复
使用问题
高强度
螺栓联接有摩
螺纹根部圆角滚压强化对螺纹疲劳寿命的影响
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螺纹根部圆角滚压强化对螺纹疲劳寿命的影响
作者：袁兴磊
来源：《装饰装修天地》2017年第21期
摘 要：对高强度钢材料0Cr13Ni8Mo2Al螺栓连接件采用螺纹根部圆角滚压强化工艺，在频率140Hz、高载21.09 kN、载荷比R=0.1条件下与车削螺纹对比疲劳寿命。试验结果表明，螺纹根部圆角滚压强化工艺可以大幅提高螺栓螺纹的疲劳寿命。
关键词：0Cr13Ni8Mo2Al钢；螺纹根部圆角滚压强化；疲劳寿命
1 引言
现在航空军用飞机飞速发展，飞机的各项指标和要求都在逐年提升，因此对飞机机体螺栓连接件，尤其是各关键承力部位螺栓连接件提出了更高的要求：高强度、长寿命、抗疲劳。要保证螺栓连接件的高强度、长寿命、抗疲劳性能：一方面需要选用高强度钢材料，另一方面需要采用强化制造工艺。
高强度钢螺栓连接件强化制造工艺主要有螺纹强化、螺栓头部转接圆角强化、喷丸强化等。目前，美国、俄罗斯等发达国家研究机构对高强度钢螺栓连接件强化制造工艺的研究已经比较深入，掌握了强化加工方法以及强化参数与疲劳寿命的相关规律，制定了相关的行业标准；并将强化制造工艺技术广泛地用在军用飞机上。国内，相关机构在这方面研究起步较晚，虽然掌握了螺纹强化、螺栓头部转接圆角强化、喷丸强化等强化加工方法，但对强化过程中强化参数与螺栓疲劳寿命内在关系的研究较少。正是由于缺少这种内在关系的深入研究，限制了先进制造工艺技术的发展，制约了飞机螺栓连接件性能的进一步提升。
螺纹根部圆角滚压强化是螺纹强化工艺的一种。本文研究了0Cr13Ni8Mo2Al高强度钢螺栓螺纹根部圆角滚压强化工艺及其对螺栓螺纹疲劳寿命的影响，为飞机螺栓连接件性能提升提供理论基础和工艺技术。
2 螺纹根部圆角滚压强化
螺纹根部圆角滚压强化是利用钢的弹塑性变形性质，使用一个与螺纹根部圆角形状与几何尺寸完全相同的滚压轮，对螺纹根部圆角处施加一定的压力，使该处金属表面产生一个弹塑性变形层而达到强化螺纹的一种方法。 龙源期刊网