對螺栓連接的受力分析,得出預緊力在塔機安裝中的重要性,從而導出預緊力的應用方法。本文主要討論塔式起重機的螺栓連接。關鍵詞:塔機螺栓連接預緊力應用。
1受拉螺栓的預緊力與外力間的關系
若將螺母充分擰緊,則螺母在螺栓的軸線方向前進了h,必然會使螺栓受到預緊力而使板受到壓力,假定沿板間將螺栓切斷,用P代表預緊力,T代表板間的擠壓力,由平衡條件得到P=T,即預緊力與擠壓力相等,此時螺栓桿的伸長Δl1,板的擠壓變形量為,若以E1和A1代表螺栓桿的彈性模量和截面積,E2和A2代表板的彈性模量和截面積,按虎克定律,由于P=T。
(1)當外力N作用時,由于此力并不直接加在螺栓上,而是加在被連板上,因而將被連件趨于分開,壓縮變形減小,減少了板間的擠壓力,使擠壓力由減小為,此時由平衡條件有:,見圖2(a)。外力N繼續增加,當加大到板間原來的壓縮變形完全消失,=0,板間的擠壓力也隨之消失,,與之平衡的預緊力也隨之消失。但并不意味著螺栓不承受拉力,反之,當板間的壓縮變形完全消失后,螺栓相應被拉長了,使螺栓拉長的力的增量,此時由力的平衡條件。
(2)一般情況下,E1和E2近似相等,但連接件的面積比螺桿的截面積A1大得多,假設E1=E2,A2=10A1,代入(2)式ΔP=0.1P。
由以上分析可知,拉力螺栓連接必須施加預緊力,被連接件受到擠壓,當承受外力時,連接件間的擠壓力隨外力增大而減小,預緊力也減小。當外力加大到使兩連接件剛好分開時預緊力減小為零,螺栓所受的拉力將大于原來靜連接時施加的預緊力
2高強度螺栓連接的特點
高強度螺栓的桿身采用經過熱處理的45號鋼或合結鋼,其性能等級為8.8級、10.9級或更高。螺母和墊圈為相應性能等級的鋼材制成,安裝時要求將螺栓擰得很緊,取得很大的預緊力,將構件接觸面壓緊。摩擦型的高強度螺栓完全依靠接觸面間的摩擦力來傳遞剪力,并以出現滑移為承載能力的極限狀態。承壓型的高強度螺栓以連接失效為承載能力的極限狀態,并以出現滑移為正常工作的極限狀態。所施加的預緊力一般為螺栓材料凈截面積與屈服極限乘積的0.7倍,所選用的最大工作拉力應小于預緊力,以使構件接觸面間仍有殘余預緊力,保證正常工作的可靠性。
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