松螺栓、緊螺栓:
松螺栓:螺栓連線時,不需要擰緊,在加入工作載荷之前,螺栓不受力;
緊螺栓:大致分為普通螺栓和鉸制孔螺栓
普通螺栓:
(1)受橫向工作載荷的緊螺栓
這時零件之間的摩擦力大於橫向載荷,所以不會發生相對移動,實現連線的目的。
鉸制孔螺栓:
此時,螺桿承受的是剪下力,載荷通過螺桿的剪下力和螺桿和被連線面之間的擠壓來傳遞的。這種情況需要校核擠壓強度和剪下強度。
剪下強度條件:
擠壓強度條件:
(2)受軸向載荷的緊螺栓:
此時螺栓所受外載荷與螺栓軸線平行(這種情況在實際生活和應用中更為常見)。
在加入外部載荷之前,螺栓受預緊力f1,同時兩個結合面也受到f1的預緊力。加入工作載荷f2之後,兩結合面有分離的趨勢,所以結合面有分離的趨勢,這時被連線件 (把重點放在接觸面上) 的預緊力f1減小為f3,螺栓受到的總拉力 (這時連線面受到的預緊力就是螺栓受到的預緊力) 為f=f2+f3
強度校核公式為:
圖a是螺母剛好擰到和被連線件相接觸,但尚未擰緊。此時,螺栓和被連線件都不受力,因而也不產生變形。
圖b是螺母已擰緊,但尚未承受工作載荷。此時,螺栓受預緊力f。的拉伸作用,其伸長量為ab。相反,被連線件則受fo的壓縮作用,其壓縮量為 入m。
圖c是承受工作載荷時的情況。此時若螺栓和被連線件的材料在彈性變形範圍內,則兩者的受力與變形的關係符合拉(壓)胡克定律。當螺栓承受工作載荷後,因所受的拉力由f0 增至f2,而繼續伸長,其伸長量增加△λ,總伸長量為λb+△λ。與此同時,原來被壓縮的被連線件,因螺栓伸長而被放鬆,其壓縮量也隨著減小。根據連線的變形協調條件,被連線件壓縮變形的減少量應等於螺栓拉伸變形的增加量△λ。因而,總壓縮量為λm』=λm-△λ。而被連線件的壓縮力由f0減至f1。f1稱為殘餘預緊力。
由於預緊力的變化,螺栓總拉力f2等於殘餘預緊力f1和工作拉力f的和。
螺栓和被連線件之間的關係可以用下圖表示:
為了保證連線需求,方式受載之後產生縫隙,應使殘餘應力f1>0,推薦採用f1為:有蜜蜂要求的f1=(1.5-1.8)f,一般連線,f1=(0.2-0.6)f,工作載荷不穩定時,f1=(0.6-1.0)f,對於地腳螺栓,f1>=f。