第二节 常用连接附件
一、普通螺栓
1.普通螺栓的特点
普通螺栓(图1-1)是由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。
图1-1 普通螺栓
2.普通螺栓的等级及分类
按照性能等级划分,螺栓可分为3.6级、4.6级、4.8级、5.6级、5.8级、6.8级、8.8级、9.8级、10.9级、12.9级十个等级,其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理,通称为高强度螺栓,8.8级以下通称普通螺栓。高强度螺栓包括大六角头高强度螺栓、扭剪型高强度螺栓、钢网架螺栓球节点用高强度螺栓。
高强度螺栓连接副是一整套的含意,包括一个螺栓、一个螺母和一个垫圈。
螺栓的制作精度分为A、B、C级三个等级。A、B级为精制螺栓。A、B级螺栓应与Ⅰ类孔匹配应用。Ⅰ类孔的孔径与螺栓公称直径相等,基本上无缝隙,螺栓可轻击入孔,类似于铆钉一样受剪及承压(挤压)。但A、B级螺栓对构件的拼装精度要求很高,价格也贵,工程中较少采用。C级为粗制螺栓。C级螺栓常与Ⅱ类孔匹配应用。B类孔的孔径比螺栓直径大1~2mm,缝隙较大,螺栓入孔较容易,相应其受剪性能较差,C级的普通螺栓适宜用于受拉力的连接,受剪时另用支托承受剪力。
二、大六角头高强度螺栓
1.大六角头高强度螺栓的特点
大六角头高强度螺栓(图1-2)的头部尺寸比普通六角头螺栓要大,可适应施加预拉力的工具及操作要求,同时也增大与连接板间的承压或摩擦面积。其产品标准为《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB /T 1231—2006)。
图1-2 大六角头高强度螺栓
2.大六角头高强度螺栓的技术要求
(1)性能等级、材料及使用配合
①螺栓、螺母、垫圈的性能等级和材料见表1-4。
表1-4 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和材料
②螺栓、螺母、垫圈的使用配合见表1-5。
表1-5 螺栓、螺母、垫圈的使用配合
(2)力学性能
①螺栓的力学性能
a.试件的力学性能 制造厂应对制造螺栓的材料进行取样,经与螺栓制造中相同的热处理工艺处理后,制成试件进行拉伸试验,其结果应符合表1-6的规定。当螺栓的材料直径≥16mm时,根据用户要求,制造厂还应增加常温冲击试验,其结果应符合表1-6的规定。
表1-6 拉伸试验
b.实物的力学性能 进行螺栓实物楔负载试验时,拉力载荷应在表1-7规定的范围内,且断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交界处。
表1-7 拉力载荷
当螺栓l/d≤3时,如不能做楔负载试验,允许做拉力荷载试验或芯部硬度试验。拉力荷载试验应符合表1-7的规定。芯部硬度试验应符合表1-8的规定。
表1-8 芯部硬度
②螺母的力学性能。
a.螺母的保证载荷应符合表1-9的规定。
表1-9 螺母的保证载荷
b.螺母的硬度应符合表1-10的规定。
表1-10 螺母的硬度
三、扭剪型高强度螺栓
1.扭剪型高强度螺栓的特点
扭剪型高强度螺栓(图1-3)的尾部连着一个梅花头,梅花头与螺栓尾部之间有一个沟槽。当用特制扳手拧螺母时,以梅花头作为反拧支点,终拧时梅花头沿沟槽被拧断,并以拧断为准表示已达到规定的预拉力值。其产品标准为《钢结构用扭剪型高强度螺栓、大六角头螺母、垫圈连接副技术条件》(GB /T 3632—2008)。
图1-3 扭剪型高强度螺栓
2.扭剪型高强度螺栓的技术要求
(1)性能等级及材料 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料见表1-11。经供需双方协议,也可使用其他材料,但应在订货合同中注明,并在螺栓或螺母产品上增加标志T(紧跟S或H)。
表1-11 螺栓、螺母、垫圈的性能等级和推荐材料
(2)力学性能
①螺栓的力学性能
a.原材料试件的力学性能 制造者应对螺栓的原材料进行取样,经与螺栓制造中相同的热处理工艺处理后,按《金属材料 拉伸试验 室温试验方法》(GB /T 228—2010)制成试件进行拉伸试验,其结果也应符合表1-12的规定。根据用户要求,可增加低温冲击试验,其结果也应符合表1-12的规定。
表1-12 拉伸试验
b.螺栓实物的力学性能 对螺栓实物进行楔负载试验时,若拉力荷载在表1-12规定的范围内,断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处。
当螺栓l/d≤3时,如不能进行楔负载试验,允许做拉力荷载试验或芯部硬度试验。拉力荷载试验应符合表1-13的规定,芯部硬度应符合表1-14的规定。
表1-13 楔负载试验拉力载荷
表1-14 芯部硬度
②螺母的力学性能。
a.螺母的保证载荷见表1-15。
表1-15 螺母的保证载荷
b.螺母的硬度见表1-16。
表1-16 螺母的硬度
(3)连接副的紧固轴力 应符合表1-17的规定。
表1-17 连接副的紧固轴力
(4)表面处理 为保证连接副紧固轴力和防锈性能,螺栓、螺母和垫圈应进行表面处理(可以是相同的或不同的),并由制造者确定。