单个螺栓的强度计算
单个螺栓的强度计算见表2.1-8。
表2.1-8 单个螺栓强度计算公式
类型
计算项目
计算公式
说 明
受轴向载荷的松螺栓联接
确定螺栓直径d1
F—螺栓所受轴向载荷
ðp—许用拉应力;
ðs— 螺栓屈服点;
Ss—安全因数,Ss= 1.2〜1.7;
d1—螺纹小径
受轴向载荷的紧螺栓联接
静载荷
螺栓所受的总拉力
Fo—螺栓总拉力;
F″—剩余预紧力,推荐值见表2.1-9;
控制预紧力时,Ss = 1.2〜1.5;
不控制预紧力时,Ss 见表 2.1-10
螺栓危险截面强度校核
确定螺栓直径d1
变载荷
校核最大应力
Ss—最大应力安全因数,控制预紧力时,Ss=1.2-1.5;不控制预紧力时,见表2.1-10;
ða—变载荷紧螺栓联接应力幅;
Cb—螺栓的刚度;
Cm—被联接件刚度;
Cb/Cb+Cm—螺栓相对刚度,见表 2.1-11;
ðap—许用应力幅; e—尺寸因数,见表 2.1-12;
Kð—疲劳缺口因数, 见表 2.1-13;
Kt—螺纹制造工艺因数,切制Kt=1; 滚制、搓螺纹Kt=1.25;
Ku一受力不均匀因数,受压螺母Ku=1;受拉螺母Ku=1.5〜1.6;
Sa一应力幅安全因数,不控制预紧力时,Sa=2.5-5。控制预紧力时Sa=1.5-2.5;
ð-1T—试件的对称循环疲劳极限,见表2.1-14
校核应力幅
受横向载荷的螺栓
普通螺栓
螺栓危险截面强度校核
F—螺栓的预紧力,根据螺栓受力求出, 见表2.1-3;
控制预紧力时,Ss=1.2-1.5;
不控制预紧力时,Ss见表2.1-10
确定螺栓直径d1
铰制孔螺栓
螺栓的切应力
Fs—螺栓所受横向载荷,见表2.1-3;
m—螺栓受剪面个数;
do—螺栓受剪面直径(可取为螺栓孔直径);
tp—许用切应力,
静载tp=ðs/2.5
变载tp=ðs/3.5-5
ð—计算对象的受压高度;
ðpp—计算对象的许用挤压应力,
静载:钢ðpp=ðs/1.25
铸铁ðpp=ðb/2-2.5
变载:将静载的许用值再降低20%〜30%
螺栓杆与孔壁的挤压应力
受偏心载荷的预紧联接
螺纹应力截面上的最大拉应力
As—螺纹的应力截面积 (mm2);
ds—螺纹应力截面的直径(mm);
F∑—轴向拉力(N);
e—偏心距(mm);
ðp—螺栓的许用拉应力
受复合载荷的预紧联接
螺栓危险截面强度校核
ðe—当量应力(MPa);
ðp—螺栓的许用拉应力 (MPa);
d—螺杆直径(mm);
F∑—轴向总拉力(N);
Ft—横向总剪切力(N)
表2.1-9 剩余预紧力F″推荐值
联接情况
F″
紧固联接
工作拉力无变化
(0.2 〜0.6) F
工作拉力有变化
(0.6 〜1.0) F
紧密联接
(1.5〜 1.8) F
地脚螺栓联接
> F
注:应保证密封面剩余预紧力的压强为压力容器工作压强的2〜3.5倍。
表2.1-10 预紧联接螺栓的安全因数Ss(不控制预紧力)
材料种类
静载荷
变载荷
M6-M16
M16-M30
M30-M60
M6-M16
M16-M30
M30-M60
碳钢
4~3
3~2
2~1.3
10~6.5
6.5
6.5~10
合金钢
5~4
4~2.5
2.5
7.5~5
5
5~7.5
表2.1-11 螺栓的相对刚度Cb/Cb+Cm值
联接形式
Cb/Cb+Cm
连杆螺栓
0.2
钢板联接+金属垫(或无垫)
0.2-0.3
钢板联接+皮革垫
0.7
钢板联接+铜皮石棉垫
0.8
钢板联接+橡胶垫
0.9
表2.1-12 尺寸因数∑
螺栓直径 d/mm
|