對(duì)螺栓連接的受力分析,得出預(yù)緊力在塔機(jī)安裝中的重要性,從而導(dǎo)出預(yù)緊力的應(yīng)用方法。本文主要討論塔式起重機(jī)的螺栓連接。關(guān)鍵詞:塔機(jī)螺栓連接預(yù)緊力應(yīng)用。
1受拉螺栓的預(yù)緊力與外力間的關(guān)系
若將螺母充分?jǐn)Q緊,則螺母在螺栓的軸線方向前進(jìn)了h,必然會(huì)使螺栓受到預(yù)緊力而使板受到壓力,假定沿板間將螺栓切斷,用P代表預(yù)緊力,T代表板間的擠壓力,由平衡條件得到P=T,即預(yù)緊力與擠壓力相等,此時(shí)螺栓桿的伸長(zhǎng)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(dāng)外力N作用時(shí),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(kāi),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(shí)由平衡條件有:,見(jiàn)圖2(a)。外力N繼續(xù)增加,當(dāng)加大到板間原來(lái)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(yù)緊力也隨之消失。但并不意味著螺栓不承受拉力,反之,當(dāng)板間的壓縮變形完全消失后,螺栓相應(yīng)被拉長(zhǎng)了,使螺栓拉長(zhǎng)的力的增量,此時(shí)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(shè)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(yù)緊力,被連接件受到擠壓,當(dāng)承受外力時(shí),連接件間的擠壓力隨外力增大而減小,預(yù)緊力也減小。當(dāng)外力加大到使兩連接件剛好分開(kāi)時(shí)預(yù)緊力減小為零,螺栓所受的拉力將大于原來(lái)靜連接時(shí)施加的預(yù)緊力
2高強(qiáng)度螺栓連接的特點(diǎn)
高強(qiáng)度螺栓的桿身采用經(jīng)過(guò)熱處理的45號(hào)鋼或合結(jié)鋼,其性能等級(jí)為8.8級(jí)、10.9級(jí)或更高。螺母和墊圈為相應(yīng)性能等級(jí)的鋼材制成,安裝時(shí)要求將螺栓擰得很緊,取得很大的預(yù)緊力,將構(gòu)件接觸面壓緊。摩擦型的高強(qiáng)度螺栓完全依靠接觸面間的摩擦力來(lái)傳遞剪力,并以出現(xiàn)滑移為承載能力的極限狀態(tài)。承壓型的高強(qiáng)度螺栓以連接失效為承載能力的極限狀態(tài),并以出現(xiàn)滑移為正常工作的極限狀態(tài)。所施加的預(yù)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(yīng)小于預(yù)緊力,以使構(gòu)件接觸面間仍有殘余預(yù)緊力,保證正常工作的可靠性。
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