螺栓是現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分，在商用和工業(yè)產(chǎn)品(從客機(jī)到園藝工具)中具有廣泛的應(yīng)用。盡管螺栓具有看似直接的作用，但螺栓顯示出相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特性和設(shè)計(jì)特征，使其能夠正常工作。

螺栓的實(shí)用性不僅僅取決于它是否適合其孔，而是一系列特定的規(guī)格。螺栓的類型，其物理尺寸，螺紋密度，成型材料和緊固要求都是有效螺栓安裝的重要特征。同樣，螺母和螺栓的互補(bǔ)連接可能對(duì)部件組裝和產(chǎn)品效率產(chǎn)生重大影響。使用太長(zhǎng)的螺栓可能會(huì)干擾操作，而安裝缺乏拉伸強(qiáng)度的螺栓可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。因此，了解螺栓如何完成任務(wù)可能意味著成功項(xiàng)目與無(wú)效項(xiàng)目之間的差異。

螺栓螺紋

螺紋是螺栓的主要特征之一。螺紋在傾斜平面的基本概念下起作用，該傾斜平面圍繞緊固件的長(zhǎng)度螺旋。該螺旋需要將旋轉(zhuǎn)壓力插入槽中。轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓使螺紋使互補(bǔ)槽或螺母向上移動(dòng)抵靠?jī)A斜平面。扭矩或轉(zhuǎn)動(dòng)力越大，螺母沿螺紋向前拉動(dòng)的壓力越大。這又會(huì)在螺栓中產(chǎn)生張力，并產(chǎn)生將兩個(gè)部件壓在一起的夾緊力。更高數(shù)量或更密集的螺紋布置可以加強(qiáng)關(guān)節(jié)。此外，在經(jīng)過(guò)熱處理后將螺紋切入螺栓中也可提高螺紋強(qiáng)度。

機(jī)械力量

擰緊螺栓的動(dòng)作接合幾種不同類型的機(jī)械力，這些機(jī)械力有助于所得的接頭保持牢固。螺栓安裝產(chǎn)生的主要力量包括:

夾緊力:這是一種壓縮，螺栓應(yīng)用于接頭，將兩個(gè)部件固定在一起。

預(yù)緊力:轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓會(huì)使螺紋嚙合并拉伸，從而產(chǎn)生預(yù)緊力，使螺紋保持在適當(dāng)位置。

剪切力:剪切力是在垂直方向上對(duì)螺栓施加的橫向壓力。它可以單獨(dú)存在或與張力結(jié)合存在。

張力:張力適用于螺栓的長(zhǎng)度，沿其垂直尺寸而不是寬度提供壓力。

夾緊力完成將多個(gè)部件保持在一起的任務(wù)，并且由預(yù)緊力和張力之間的差異確定。當(dāng)張力的強(qiáng)度等于預(yù)載力的強(qiáng)度時(shí)，螺栓失效并且接頭斷開(kāi)。通常，較高的預(yù)緊力轉(zhuǎn)換為較高的夾緊力，這使得螺栓連接更牢固。理想情況下，精確的螺栓安裝和擰緊將產(chǎn)生一個(gè)很少或沒(méi)有直接剪切力的接頭。更詳細(xì)的公式可以在“保持一致”中找到。

為力量而制造

在美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)將大多數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)在螺栓規(guī)格我們，包括尺寸，成型材料和后加工精加工。螺栓有各種不同長(zhǎng)度的產(chǎn)品，可以有各種頭部形狀，如六角形，橢圓形，扁平形或插座形。螺栓的整體機(jī)械強(qiáng)度可以通過(guò)最終斷裂時(shí)的應(yīng)變程度來(lái)測(cè)量，而屈服強(qiáng)度則表示其彎曲或變形的程度。雖然總強(qiáng)度或拉伸強(qiáng)度總是高于屈服強(qiáng)度，但為了使機(jī)器正常運(yùn)行，其螺栓應(yīng)在屈服水平下具有負(fù)荷。在拉伸和屈服強(qiáng)度之間具有很大差異的螺栓被認(rèn)為是柔性的并且在失效之前將拉伸到相對(duì)高的程度。

螺栓有多種類型，例如T型頭或T型螺栓，可以用各種材料生產(chǎn)，但鋼是大多數(shù)高強(qiáng)度應(yīng)用中最常用的材料。與屈服強(qiáng)度相比，鋼螺栓按照每平方毫米牛頓的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)。例如，額定值為5.5的鋼螺栓將提供大約500牛頓/ mm 2的拉伸強(qiáng)度和大約400牛頓/ mm 2的屈服強(qiáng)度。其他流行的螺栓材料，例如耐腐蝕不銹鋼，合金和復(fù)合材料可以以類似的方式評(píng)級(jí)。

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