螺栓為什么要擰緊？擰緊后有什么好處？

來(lái)源：知乎機(jī)械液壓工程師 2020-04-02 瀏覽：9650

最近都在宣揚(yáng)工匠精神，報(bào)導(dǎo)德國(guó)技工擰緊螺栓的方法如何嚴(yán)謹(jǐn)，和中國(guó)工人擰緊螺栓的方法如何隨意進(jìn)行對(duì)比，嚴(yán)格地講，在設(shè)備裝配過(guò)程中，螺栓的擰緊方法是設(shè)計(jì)時(shí)都已經(jīng)規(guī)定好的，甚至用什么工具都定義好的，

關(guān)于擰螺栓這件事，用什么方法擰？擰緊需要遵守怎么的流程？不是裝配工人自己定的，而是設(shè)計(jì)師定義好的，用什么工具？怎么操作？都是有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的。

問(wèn)題來(lái)了，擰螺栓這么簡(jiǎn)單的事情，怎么還定一個(gè)操作規(guī)范呢？設(shè)計(jì)師真的沒(méi)事找事嗎？

其實(shí)擰螺栓沒(méi)有想象的那么簡(jiǎn)單，擰螺栓是為了使螺栓獲得一個(gè)初始的預(yù)緊力，這個(gè)預(yù)緊是起什么作用的呢？

為什么要使螺栓獲得一個(gè)初始預(yù)緊力呢，這要從螺栓連接的作用說(shuō)起。

一、傳遞橫向力或扭矩

螺栓預(yù)緊力使被連接件接觸面之間產(chǎn)生壓力，接觸面之間壓力越大，可傳遞橫向力就越大。當(dāng)接觸面壓力足夠大時(shí)，橫向力就全部由摩擦力傳遞了，螺栓僅承受預(yù)緊力，不再受剪應(yīng)力和壓應(yīng)力了，螺栓的安全性就增加了很多，如圖1。

二、密封作用

當(dāng)螺栓連接用于壓力管道或壓力容器時(shí)，螺栓需要有足夠的預(yù)緊力，起到密封作用，總的螺栓預(yù)緊力不能小于接觸面間流體的壓力，如圖2。

三、防止結(jié)構(gòu)開(kāi)縫

一般受疲勞載荷的螺栓連接是不允許被連接件開(kāi)縫的，一旦被連接件之間產(chǎn)生縫隙，螺栓拉力就會(huì)隨著外拉力載荷的增加而快速增加，下圖為螺栓拉力與外載荷的曲線(xiàn)圖（如圖3），我們可以看到，在曲線(xiàn)的前半部分，被連接件之間還沒(méi)有開(kāi)縫，螺栓拉力增長(zhǎng)緩慢，被連接件開(kāi)縫之后，螺栓拉力快速增加。

被連接件開(kāi)縫后，螺栓的交變疲勞載荷幅值也會(huì)迅速增加，會(huì)大大縮短螺栓的疲勞強(qiáng)度。

四、小結(jié)

螺栓擰緊從三個(gè)方面進(jìn)行了分析，主要包括：

1、螺栓預(yù)緊后能夠防止被連接件的開(kāi)口分離，提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度；

2、防止被連接件的滑動(dòng)，依靠摩擦力來(lái)達(dá)到被連接件抵抗外部載荷的作用，避免螺栓受到剪切載荷；

3、防止壓力容器的內(nèi)部壓力泄漏。

以上三點(diǎn)，正好是VDI2230標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)算螺栓所需預(yù)緊力的三個(gè)部分，也就是螺栓所需的最小的預(yù)緊力，從而設(shè)計(jì)出合適的螺栓規(guī)格和性能等級(jí)，從而最終確定螺栓的預(yù)緊力。

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螺栓為什么要擰緊？擰緊后有什么好處？

螺栓為什么要擰緊？擰緊后有什么好處？