俺也出一道計(jì)算練習(xí)題——螺栓計(jì)算

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樓主| 發(fā)表于 2013-7-21 13:02:51 | 只看該作者

星火燎原1992 發(fā)表于 2013-7-21 00:31
承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接
設(shè)所需工作拉力F0,工作拉力F,螺栓總拉力F2=F0+cb/cb+cm F=F0+0.3F=30KN ...

承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接
設(shè)所需預(yù)緊力F0,工作拉力F,螺栓總拉力F2=F0+cb/cb+cm F=F0+0.3F=30KN,

謝謝回帖。
按照您的第一句話，應(yīng)該是F0+F=F2
其中工作拉力F應(yīng)該為30KN。
而F0和F2的計(jì)算在其中沒(méi)有體現(xiàn)，所以還需要進(jìn)一步考慮一下。

回復(fù) 問(wèn)題專業(yè)，描述清楚伸手黨/灌水/看不懂

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樓主| 發(fā)表于 2013-7-21 13:14:06 | 只看該作者

zerowing 發(fā)表于 2013-7-21 12:50
參與下。
借用下LIAO的資料：

計(jì)算預(yù)緊力。因?yàn)轭}中無(wú)特殊要求，按照自鎖計(jì)算。
普通螺紋，牙型角b=15度，螺旋角v=arctan(3/(24*pi))
則，未預(yù)緊時(shí)，產(chǎn)生松動(dòng)的周向力須小于：G*tan(arctan(f/b)+v). f為摩擦系數(shù)，G為下部零件的重力。
因題中未指明可能出現(xiàn)的周向力大小，亦未出現(xiàn)需要考慮切向承載的部分，故，這個(gè)預(yù)緊力可以為0？

如果預(yù)緊力可以為0，那么就是LIAO的計(jì)算升級(jí)版。
拉斷力(N) F = 3000 x 9.806+G = 29420+G
螺栓最小徑處的直徑(mm) d = 6.843 = 2 x (（29420+G) / 800 /pi )^0.5
螺栓最小徑處的截面積(mm^2) A1 =36.778 = 0.25 * pi * d^2
碳素鋼螺栓預(yù)緊力(N) F0 =0

謝謝零翼先生的回帖，來(lái)吧，讓我們看看預(yù)緊力為0的故事。

第一，預(yù)緊力為0的話，下面的拉力為2.5噸的時(shí)候，螺栓在彈性形變范圍內(nèi)被拉伸，鋼板間出現(xiàn)縫隙
俺確實(shí)沒(méi)說(shuō)過(guò) 不允許出現(xiàn)縫隙，不過(guò)不能總考慮這么極端的情況吧，
出現(xiàn)縫隙就會(huì)產(chǎn)生好多問(wèn)題，干涉，震動(dòng)，磨損，噪聲等等。

第二，預(yù)緊力為0的話，螺母就等于是沒(méi)擰緊，咱搞機(jī)械的不能冒這個(gè)險(xiǎn)吧。
當(dāng)然，有一種情況可以實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力為0，就是用雙螺母或者h(yuǎn)ardlock螺母，那樣可以固定螺母而且對(duì)鋼板沒(méi)有任何預(yù)緊力。
不過(guò)，這個(gè)確實(shí)不在考慮范圍內(nèi)。。。。。。

所以，你給出的結(jié)果在理論上是通過(guò)的，在工程上稍微有點(diǎn)偏差。
或者說(shuō)，所謂做題目，是得到一個(gè)結(jié)果然后交給客戶安裝使用的，而如果你得到的結(jié)果交給客戶之后沒(méi)法應(yīng)用，那就不是一個(gè)好的結(jié)果，咱們做設(shè)計(jì)的，不只是理論計(jì)算就完了，最終是要實(shí)現(xiàn)具體事物的結(jié)果，所以稍微麻煩一些。

點(diǎn)評(píng)

比如，我現(xiàn)在的一個(gè)設(shè)計(jì)里，最小軸向需求預(yù)緊是17000N，承載后，軸向力是13萬(wàn)磅。哈，所以，前期預(yù)緊不能太大，發(fā)表于 2013-7-22 00:56

啊，我不是說(shuō)這題。后面說(shuō)得是“防松”。討厭的微軟拼音。這題里的螺栓相當(dāng)于半個(gè)過(guò)載保護(hù)了。我是說(shuō)有些情況下，考慮后期大載荷的時(shí)候，需要按最小軸向預(yù)緊需求計(jì)算。發(fā)表于 2013-7-22 00:49

后期即使承受大的軸向載荷也是有限的，超過(guò)3噸必須斷裂。放松措施指的是啥呢。發(fā)表于 2013-7-21 17:03

也得分情況，比如后期要承受大軸向載荷的，可以考慮按照最小需求的1.2倍施加預(yù)緊。不過(guò)，對(duì)于周期載荷的，就得加放松措施。這個(gè)沒(méi)辦法，只靠預(yù)緊放松，靠不住啊。發(fā)表于 2013-7-21 14:29

嗯，第一牙螺紋這事兒俺回去考慮考慮。實(shí)際應(yīng)用中，預(yù)緊力是由設(shè)計(jì)方制定的，標(biāo)準(zhǔn)扭矩，或者標(biāo)準(zhǔn)扭矩的三分之二。發(fā)表于 2013-7-21 14:14

另外，也可以按另一種極端考慮，那就是60%軸向載荷下的第一牙螺紋損壞。這個(gè)其實(shí)好算，屈服強(qiáng)度x一圈牙的切面積/0.65。用這個(gè)作為最大預(yù)緊力計(jì)算。不過(guò)依舊感覺(jué)沒(méi)有什么實(shí)用性，呵呵。發(fā)表于 2013-7-21 13:58

所以，只是因?yàn)轭}目里沒(méi)有個(gè)確切要求，于是就暫時(shí)按一種極端情況計(jì)算而已。其實(shí)，這也不能算完全沒(méi)預(yù)緊，畢竟下半部的零件的重力能看成一種預(yù)緊，只是沒(méi)有起到壓實(shí)效果而已。發(fā)表于 2013-7-21 13:55

自然不能推到這么極端，但是因?yàn)闆](méi)什么約束條件，所以這個(gè)預(yù)緊力總得有個(gè)由頭。比如說(shuō)，你希望承受摩擦，承受多少的震動(dòng)。這個(gè)時(shí)候就可以計(jì)算預(yù)緊了。我前面不是計(jì)算了需要的最小周向了嗎？發(fā)表于 2013-7-21 13:52

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樓主| 發(fā)表于 2013-7-21 13:18:41 | 只看該作者

星火燎原1992 發(fā)表于 2013-7-21 00:31
承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接
設(shè)所需工作拉力F0,工作拉力F,螺栓總拉力F2=F0+cb/cb+cm F=F0+0.3F=30KN ...

承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓連接
設(shè)所需預(yù)緊力F0,工作拉力F,螺栓總拉力F2=F0+cb/cb+cm F=F0+0.3F=30KN,

謝謝回帖，本來(lái)先給你回復(fù)的，不知為啥沒(méi)發(fā)出來(lái)，再寫(xiě)一次。

應(yīng)該是工作拉力F為30kN。另外那個(gè)0.3的來(lái)由抱歉沒(méi)太看明白。
所以計(jì)算稍微有一些偏差，還需要考慮一下。

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陸友峰1314

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發(fā)表于 2013-7-21 13:40:06 | 只看該作者

下次我也算一下

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桂花暗香

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發(fā)表于 2013-7-21 14:29:15 | 只看該作者

詳細(xì) 值得學(xué)習(xí)！

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發(fā)表于 2013-7-21 17:01:49 | 只看該作者

本帖最后由 chenqibin 于 2013-7-21 17:11 編輯

這樣算有一定的局限性，被車(chē)細(xì)的地方有面積的突然變化，會(huì)引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生的應(yīng)力有可能高于計(jì)算的結(jié)果。

預(yù)緊力不能太大，如果太大了加上30kN的拉力會(huì)把螺紋給破壞了，螺紋的強(qiáng)度怎么算還真不知道。

點(diǎn)評(píng)

圖中變細(xì)的部分，不是直角而是傾斜變細(xì)，就是為了避免應(yīng)力集中，這樣逐漸變細(xì)的形狀，和應(yīng)力測(cè)試的試驗(yàn)片是近似的，所以可以按照應(yīng)力測(cè)試結(jié)果的屈服應(yīng)力來(lái)計(jì)算。發(fā)表于 2013-7-21 17:09

不過(guò)30千牛應(yīng)該能穩(wěn)破壞掉發(fā)表于 2013-7-21 17:02

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の小南灬

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發(fā)表于 2013-7-21 17:03:34 | 只看該作者

專業(yè)

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發(fā)表于 2013-7-21 17:23:57 | 只看該作者

本帖最后由 chenqibin 于 2013-7-21 18:21 編輯

預(yù)緊力不超過(guò)螺栓破壞強(qiáng)度的70%？？？？？？
另外曾經(jīng)看過(guò)類似的拉斷試驗(yàn)，破壞的截面和水平成45度，也就是說(shuō)螺栓最后應(yīng)該被剪切力破壞掉。這樣一來(lái)是不是應(yīng)該參考許用的剪切強(qiáng)度而不是抗拉強(qiáng)度？

點(diǎn)評(píng)

哦？這么高深的東西還是第一次聽(tīng)說(shuō)。發(fā)表于 2013-7-23 19:55

貓王001

是選第一強(qiáng)度理論還是第三強(qiáng)度理論，我認(rèn)為跟材料的金相有關(guān)，發(fā)表于 2013-7-23 16:16

進(jìn)行抗拉斷裂的試驗(yàn)，主要看的是其最大拉力數(shù)值為多少，即使斷口為剪切口，其斷裂的力量也應(yīng)該是最大抗拉力量，其力量除以橫截面積得到的也是其抗拉應(yīng)力。所以考慮拉斷時(shí)求力量主要使用抗拉強(qiáng)度。發(fā)表于 2013-7-21 21:21

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發(fā)表于 2013-7-21 18:25:26 | 只看該作者

看了一下資料

面積=F/(抗拉強(qiáng)度X4),分母下面的4是因?yàn)橥ǔｎA(yù)緊按最大強(qiáng)度的75%計(jì)算，剩下的25%是強(qiáng)度儲(chǔ)備。有預(yù)緊情況下只需無(wú)預(yù)緊25%的拉力。相關(guān)的扭矩有一個(gè)對(duì)照表可以參考。

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逍遙處士

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發(fā)表于 2013-7-21 18:40:55 | 只看該作者

樓主為何要用M24的螺栓？

點(diǎn)評(píng)

不知道樓主的標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)貌似吊裝螺栓的安全系數(shù)都很高。哈哈發(fā)表于 2013-7-22 00:57

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