提高螺栓联接强度的措施大部分情况下,受拉螺栓联接的抗压强度决定于螺栓的抗压强度。影响螺栓抗压强度的因素很多,有材料、结构、尺寸参数、制造和装配工艺等等。下面介绍一些提高螺栓抗压强度的常见措施。
1.改善螺纹牙间的载荷分布
采用普通螺母时,轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的,下图所示,从螺母支承面算起,前面一圈受载比较大,以后各圈递减。理论分析和试验证明,旋合圈数越多,载荷分布不均的程度也越显著,到第8~10圈以后,螺纹几乎不受载荷。所以,采用圈数多的厚螺母,并不能提高联接抗压强度。下图为环槽螺母,其作用和悬置螺母相似。
2.避免或减小附加应力
由于设计、制造或安装上的疏忽,有可能使螺栓受到附加弯曲应力,这对螺栓疲劳强度的影响很大,应设法避免。例如,在铸件或锻件等未加工表面上安装螺栓时,常采用凸台或沉头座等结构,经切削加工后可获得平整的支承面。
3.减小应力集中
螺纹的牙根、螺栓头部与栓杆交接处,都有应力集中,是产生断裂的危险部位。其中螺纹牙根的应力集中对螺栓的疲劳强度影响很大。可采取增大螺纹牙根的圆角半径、在螺栓头过渡部分加大圆角或切制卸载槽等措施来减小应力集中。
4.减小应力幅
螺栓的应力较大时,应力幅越小,疲劳强度越高。在工作载荷和剩余预紧力不变的情况下,减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度都能达到减小应力幅的目的,但预紧力则应增大。
减小螺栓刚度的措施有:适当增大螺栓的长度;部分减小栓杆直径或作成中空的结构即柔性螺栓。在螺母下面安装弹性元件,也能起到柔性螺栓的效果。柔性螺栓受力时变形量大,吸收能量作用强,也适于承受冲击和振动。
为了增大被联接系统的刚度,不宜用刚度小的垫片。