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一、緊固件的定義:
緊固件在市場上也稱為標準件,是將兩個或兩個以上的零件(或構件)緊固連接成為一件整體時所采用的一類機械零件的總稱。
二、緊固件的種類:
(1)螺栓:由頭部和螺桿(帶有外螺紋的圓柱體)兩部分組成的一類緊固件,需與螺母配合,用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下,有可以使這兩個零件分開,故螺栓連接是屬于可拆卸連接。
(2) 螺柱:沒有頭部的,僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時,它的一端必須旋入帶有內(nèi)螺紋孔的零件中,另一端穿過帶有通孔的零件中,然后旋上螺母,即使這兩個零件緊固連接成一見整體。這種連接形式稱為螺柱連接,也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結構緊湊,或因拆卸頻繁,不宜采用螺栓連接的場合。
(3)螺釘:也是由頭部和螺桿兩部分構成的一類緊固件,按用途可以分為三類:機器螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。機器螺釘主要用于一個緊定螺紋孔的零件,與一個帶有通孔的零件之間的緊固連接,不需要螺母配合(這種連接形式稱為螺釘連接,也屬于可拆卸連接;也可以與螺母配合,用于兩個帶有通孔的零件之間的緊固連接。)緊定螺釘主要用于固定兩個零件之間的相對位置。特殊用途螺釘例如有吊環(huán)螺釘?shù)裙┑跹b零件用。
(4)螺母:帶有內(nèi)螺紋孔,形狀一般呈顯為六角柱形,也有呈四方柱形或圓柱形,配合螺栓、螺柱或機器螺釘,用于緊固連接兩個零件,使之成為一件整體.
(5)自攻螺釘:與機器螺釘相似,但螺桿上的螺紋為專用的自攻螺釘用螺紋。用于緊固連接兩個薄的金屬構件,使之成為一件整體 ,構件上需要事先制出小孔,由于這種螺釘具有較高的硬度,可以直接旋入構件的孔中,使構件中形成響應的內(nèi)螺紋。這種連接形式也是屬于可拆卸連接。
(6)木螺釘:也是與機器螺釘相似,但螺桿上的螺紋為專用的木螺釘用羅紋,可以直接旋入木質(zhì)構件(或零件)中,用于把一個帶通孔的金(或非金屬)零件與一個木質(zhì)構件緊固連接在一起。這種連接也是屬于可以拆卸連接。
(7)墊圈:形狀呈扁圓環(huán)形的一類緊固件。置于螺栓、螺釘或螺母的支撐面與連接零件表面之間,起著增大被連接零件接觸表面面積,降低單位面積壓力和保護被連接零件表面不被損壞的作用;另一類彈性墊圈,還能起著阻止螺母回松的作用。
(8)擋圈:供裝在機器、設備的軸槽或孔槽中,起著阻止軸上或孔上的零件左右移動的作用。
(9)銷:主要供零件定位用,有的也可供零件連接、固定零件、傳遞動力或鎖定其他緊固件之用。
(10)鉚釘:由頭部和釘桿兩部分構成的一類緊固件,用于緊固連接兩個帶通孔的零件(或構件),使之成為一件整體。這種連接形式稱為鉚釘連接,簡稱鉚接。屬與不可拆卸連接。因為要使連接在一起的兩個零件分開,必須破壞零件上的鉚釘。
(11)組合件和連接副:組合件是指組合供應的一類緊固件,如將某種機器螺釘(或螺栓、自供螺釘)與平墊圈(或彈簧墊圈、鎖緊墊圈)組合供應;連接副指將某種專用螺栓、螺母和墊圈組合供應的一類緊固件,如鋼結構用高強度大六角頭螺栓連接副。
(12)焊釘:由光能和釘頭(或無釘頭)構成的異類緊固件,用焊接方法把他固定連接在一個零件(或構件)上面,以便再與其他零件進行連接。
三、國際常用緊固件標準
(1)中國國家標準(國標)-GB
(2)德國國家標準(德標) -DIN
(3)國際標準-ISO
(4)日本國家標準(日標) -JIS
(5)美國國家標準(美標) -ANSI
(6)英國國家標準 -BS
備注:以上幾種標準除了一些基本尺寸如頭部對邊、頭部厚度等的不同以外,最主要的是螺紋部分的不同。GB、DIN、JIS、ISO的螺紋都是以mm(毫米)為單位,統(tǒng)稱為公制螺紋。ANSI螺紋是以英寸為單位的稱為美標螺紋。除了公制螺紋和美制螺紋外還有一種BS—英制標準,其螺紋也是以英寸為單位,俗稱惠氏螺紋。
四、緊固件機械性能
(1)螺栓、螺釘和螺柱的機械性能-----GB3098.1/ISO898-1
a.范圍:本標準規(guī)定了由碳鋼和或合金鋼制造的、在環(huán)境溫度為10-35℃條件下進行試驗時,粗牙螺紋M1.6-M39;細牙螺紋M8*1-M39*3螺栓、螺釘和螺柱的機械性能。本標準不適用于緊定螺釘及類似的不受拉力的螺紋緊固件。
b.標記制度:性能等級的標記代號,由兩部分數(shù)字組成 第一部分數(shù)字表示公稱抗拉強度的1/100.第二部分數(shù)字表示公稱屈服點(σs)或公稱規(guī)定非比例伸長應力(σp0.2)與公稱抗拉強度(σb)比值(屈強比)的10倍。這兩部分數(shù)字的乘積為公稱屈服點的1/10.
c.抗拉強度( tensile strength )的定義:抗拉強度是指金屬材料在拉斷前所能承受的最大應力,用σb=FO/AO
FO----試樣在斷裂前的最大外力(N)
AO----試樣原來的截面積(mm2)
σb---抗拉強度(Mpa、N/mm2 )
備注:
①PSI是壓力單位,歐美國家常用單位。英文全稱為Pounds per square inch。P是磅pound,S是平方square,I是英寸inch。
②舉例:隨意抽取一份客戶圖紙
(2)屈服強度(yield strength )定義:是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的屈服極限,亦即抵抗微量塑性變形的應力。對于無明顯屈服的金屬材料,規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。大于此極限的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當大于此極限的外力作用之下,零件將會產(chǎn)生永久變形,小于這個的,零件還會恢復原來的樣子。
備注:
a.材料的變形分為彈性變形(外力撤銷后可以恢復原來形狀)和塑性變形(外力撤銷后不能恢復原來形狀,形狀發(fā)生變化,伸長或縮短)
b.當應力超過彈性極限后,進入屈服階段后,變形增加較快,此時除了產(chǎn)生彈性變形外,還產(chǎn)生部分塑性變形。當應力達到b點后,塑性應變急劇增加,應力應變出現(xiàn)微小波動,這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為下屈服點和上屈服點。由于下屈服點的數(shù)值較為穩(wěn)定,因此以它作為材料抗力的指標,稱為屈服點或屈服強度(ReL或Rp0.2)。
①屈服點yield point(σs)
試樣在試驗過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(變形)時的應力。
②上屈服點upper yield point(σsu)
試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應力。
③下屈服點lower yield point(σSL)
當不計初始瞬時效應時屈服階段中的最小應力。
有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象,通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時的應力作為該鋼材的屈服強度,稱為條件屈服強度(yield strength)。
④詳見材料應力-應變曲線圖
(3)常用性能等級:3.6級、4.6級、4.8級、5.6級、5.8級、6.8級、8.8級、9.8級、10.9級、12.9級十個等級。
(4)螺栓性能等級標號的含義 :螺栓性能等級標號由兩部分數(shù)字組成,分別代表螺栓的公稱抗拉強度值和屈強比值,如性能等級為4.8級的高強度螺栓其含義為:
a.螺栓材質(zhì)公稱抗拉強度為400MPa級
b.螺栓材質(zhì)的屈強比值為0.8
c.螺栓材質(zhì)的公稱屈服強度為400x0.8= 320MPa級
(5)高強度螺栓的區(qū)分及含義:8.8級及以上等級的螺栓統(tǒng)稱為高強度螺栓,其余等級螺栓稱為普通強度螺栓。