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焊接螺母設計時,有必要更新你的設計思路了!

發布時間:2018-08-03

  最近在有業內朋友谘詢焊接螺母脫扣滑牙的問題,下麵就對焊接螺母的選用來一個拋磚引玉的說明,供大家參考!大家有什麼觀點想法也可以留言討論。

  在空間結構(如封閉結構、空間較小無法安放螺母固定裝置時)受(shou)到(dao)限(xian)製(zhi)時(shi),一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu),常(chang)用(yong)凸(tu)焊(han)螺(luo)母(mu),有(you)時(shi)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)焊(han)接(jie)強(qiang)度(du),也(ye)采(cai)用(yong)弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)。螺(luo)母(mu)焊(han)接(jie)到(dao)結(jie)構(gou)件(jian)本(ben)體(ti)上(shang),采(cai)用(yong)擰(ning)緊(jin)螺(luo)栓(shuan)的(de)擰(ning)緊(jin)方(fang)式(shi)。

  凸焊螺母通常分為六角法蘭麵凸焊螺母、四方焊接螺母、六角焊接螺母等,焊接螺母選用時,一般優選四方焊接螺母、六liu角jiao焊han接jie螺luo母mu。如ru果guo支zhi撐cheng麵mian太tai小xiao,接jie觸chu應ying力li不bu能neng滿man足zu設she計ji要yao求qiu時shi,選xuan用yong六liu角jiao法fa蘭lan麵mian焊han接jie螺luo母mu。為wei了le防fang止zhi焊han接jie飛fei濺jian及ji電dian泳yong漆qi黏nian附fu到dao焊han接jie螺luo母mu的de螺luo紋wen上shang,焊han接jie螺luo母mu螺luo紋wen處chu一yi般ban采cai用yong塗tuNYCOTE塗層。

  六角法蘭麵焊接螺母標準主要有QC/T872-2011焊接六角凸緣螺母(如圖12)、VW60455六角法蘭麵焊接螺母、GMW3236六角法蘭麵焊接螺母。三種六角法蘭麵焊接螺母都是參照ISO21670標準,但QC/T872標準中凸焊點樣式為直角三角尖形與其它標準的等腰三角形存在差別。

  

  QC/T872及GMW3236兩種標準的六角法蘭麵焊接螺母的性能等級滿足10級螺母的要求,而VW60455標準的六角法蘭麵焊接螺母滿足10級(不進行調質處理)及12級(進行調質處理)的要求,在對六角法蘭麵焊接螺母選用時需要根據設計要求靈活選用。

    

  六角法蘭麵焊接螺母的焊接板厚及螺栓孔的孔徑尺寸要求如下。

  

  六角法蘭麵焊接螺母板厚及孔徑要求

  四方焊接螺母常用標準有GB/T13680、VW60432、VW60449,其中GB/T13680標準四方焊接螺母保證載荷介於6級和8級螺母保證載荷之間,特別要注意是介於6到8級之間,往往是保證載荷滿足標準要求,但是與8.8級甚至10.9級的螺栓匹配擰緊時候就會產生滑牙脫扣;同時,GB/T13680及VW60432兩種標準的焊接螺母高度尺寸完全一致,而VW60449焊接螺母的高度尺寸要比GB/T13680及VW60432高度尺寸更大。

    

  四方焊接螺母的焊接板厚及螺栓孔的孔徑尺寸要求如下。  

  

  四方焊接螺母板厚及孔徑要求

  除(chu)了(le)以(yi)上(shang)標(biao)準(zhun)的(de)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)外(wai),在(zai)日(ri)係(xi)車(che)型(xing)中(zhong)還(hai)能(neng)見(jian)到(dao)采(cai)用(yong)非(fei)標(biao)準(zhun)的(de)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu),僅(jin)僅(jin)是(shi)用(yong)低(di)碳(tan)鋼(gang)製(zhi)出(chu)的(de)帶(dai)內(nei)螺(luo)紋(wen)的(de)圓(yuan)筒(tong)代(dai)替(ti)標(biao)準(zhun)的(de)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu),這(zhe)種(zhong)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)的(de)高(gao)度(du)比(bi)標(biao)準(zhun)高(gao)度(du)也(ye)是(shi)要(yao)明(ming)顯(xian)的(de)高(gao)出(chu)不(bu)少(shao)的(de),就(jiu)是(shi)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)足(zu)夠(gou)的(de)齧(nie)合(he)長(chang)度(du)。

    

  圖  日係車采用的非標焊接螺母

  焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)中(zhong)保(bao)證(zheng)載(zai)荷(he)是(shi)在(zai)焊(han)接(jie)前(qian)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)滿(man)足(zu)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu),焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)焊(han)接(jie)後(hou)因(yin)為(wei)受(shou)到(dao)焊(han)接(jie)熱(re)量(liang)的(de)影(ying)響(xiang),往(wang)往(wang)可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)的(de)保(bao)證(zheng)載(zai)荷(he)降(jiang)低(di)。因(yin)此(ci),與(yu)螺(luo)栓(shuan)匹(pi)配(pei)的(de)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)選(xuan)用(yong)時(shi)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)比(bi)螺(luo)栓(shuan)高(gao)一(yi)個(ge)等(deng)級(ji)的(de)焊(han)接(jie)螺(luo)母(mu)。

  沒有進行調質熱處理塗層的螺母與螺栓的強度等級≤8.8級的的螺栓齧合(依據DIN EN ISO 898-1),這樣可確保超負荷時,在即使出現螺栓斷裂的情況下,螺母仍然不會產生破壞。

  下麵借助於超彈性的擰緊方式給出相關的解釋說明:

  例1:

  螺栓 M8,強度10.9級,在采用扭矩轉角法過屈服擰緊時,安裝預緊力為29000 N 到36000 N。為了確保在超彈性過屈服擰緊時螺母的螺紋不滑絲,對螺栓和螺母的估計實際預緊力可能再增加10 %(因為用淬硬芯棒測量出的保證載荷往往比用螺栓測量出的高10%左右)。

  這樣預計的安裝預緊力就在31900 N 到39600 N 之間。

  規格為M8 的焊接螺母保證載荷測試力為38100 N。

  這就是說,在一些情況下,當10級螺母和10.9級螺栓配對,在超彈性過屈服擰緊時,采用10級保證載荷的焊接螺母就可能存在螺母螺紋滑牙的可能。

  例2:

  螺栓 M8,強度8.8級,在采用扭矩轉角法過屈服時,安裝預緊力見為19500 N 至26000 N。為了確保在超彈性過屈服擰緊時螺母的螺紋不滑絲,對螺栓和螺母的估計實際預緊力可能再增加10 %。

  這樣預計的安裝預緊力在21450 N 到28600 N ,在此預緊力下,采用10級螺母保證載荷,不需要調質熱處理的焊接螺母不會出現螺母螺紋滑牙的危險。

  另外,根據計算,理論上出現最大屈服強度、抗拉強度和出現最小摩擦數的螺栓還可能會多出20 %的安裝預緊力。所以,一般焊接螺母都是永久焊接於結構件上的,為了保證焊接螺母的螺紋不會產生滑牙損壞,設計時,可以要求與8.8級螺栓匹配的焊接螺母保證載荷滿足10級螺母保證載荷(高規格,螺母高度約為1×d,不需要進行調質熱處理的焊接方螺母、焊接六角法蘭麵螺母)要求,與10.9級螺栓匹配的焊接螺母保證載荷滿足12級螺母保證載荷(高規格,螺母高度約為1×d,需要進行調質熱處理的焊接方螺母、焊接六角法蘭麵螺母)要求。

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