紧固件选用知识

紧固件选用八大误区

一、用粗牙代替细牙

    机器上有许多重要连接件,如传动轴等,螺栓大多数为细牙螺纹。维修时如果缺件,有些维修人员会使用粗牙螺栓代替,这是应该避免的。因为细牙螺栓内径较大,螺距和外角较小,强度高、自锁性能好,承受冲击、振动和交换载荷的能力也比较强。一旦用粗牙螺栓代用,很容易发生松动或脱、拆断,甚至会造成机械事故。

二、孔隙不配

    机器上承受横向载荷和剪切力作用的螺栓,比如传动轴螺栓、飞轮螺栓,它们与螺栓孔的配合为过渡配合,装配应该结实可靠,而且能承受侧向力。有人在装配过程中不注意检查,螺栓与螺栓孔之间出现较大间隙时仍然继续安装,这很容易发生螺栓松动或切断事故。

三、加厚螺母增加连接可靠性

    有些人错误地认为,加厚螺母可以增加螺纹的工作圈数并提高联接件的可靠性。但是事实上螺母越厚,各圈螺纹间的载荷分布越不均匀,联接件更加容易松动。

四、一母多垫

    在安装完成之后,有时候会出现螺栓过长的现象,于是有人便在螺栓上额外装上弹簧垫圈,在这种情况下,坚固过程中弹簧垫圈受力不均会折断,从而使螺栓的预紧力下降,还有可能产生偏心载荷,降低螺栓连接的可靠性。

五、拧得越紧越好

    不少工作人员存在这样的误区:即认为螺栓应“宁紧不松”,于是便特意加大拧紧力矩,结果导致螺栓滑扣。此外,有些需用扭力拧紧的重要螺栓,有些人却因为图省事用活动扳手拧,结果扭矩不足,导致螺栓松动,甚至还酿成了机械故障。

六、垫圈过大不碍事

    有时缺少大小合适的垫圈,有些工作人员会便用内径较大的垫圈代替,在这种情况下,螺栓头部下方与垫圈接触面积小,会降低垫圈的承压力或锁止力,如果工作环境中存在振动和冲击,螺栓很容易松动。

七、锁止不合适

    重要螺栓在装配完成后应该采取防松装置来锁止,这里分四种情况来说明。如果采用开口销锁止,不得用过细的开口锁或半片开口锁锁止;如果采用弹簧垫圈锁止,不得采用垫圈开口错距过小的;如果采用锁片锁止,不得将锁片锁在螺母的棱角处;如果采用双螺母锁止,不得将较薄的螺母装在外面。

八、虚假坚固

    如果螺栓、螺母或螺纹上生锈了,或者水垢、铁屑等杂质,装配之前一定要处理干净;联接件的接合表面有毛刺、泥沙等杂质也要予以清除。否则在拧紧螺栓时,表面上看起来是拧紧了,但实际上联接件并没有真正压紧。在这样的虚假坚固下,如果出现振动、载荷冲击和温度变化时螺栓会很快松脱。

紧固件的选用原则

一、确定类别

    标准紧固件共分十大类，选用时应按标准紧固件的使用场合和其使用功能进行确定。

①螺栓：螺栓一般与螺母（通常再加一个垫圈或两个垫圈）相配，用于起连接和紧固作用的场合。

②螺母：螺母与螺栓相配使用。

③螺钉：螺钉通常是单独（有时加垫圈）使用，一般起紧固或紧定作用。

④螺柱：螺柱一般为两端都带有螺纹（单头螺柱为单端带螺纹），通常将一头罗纹牢固拧入部件机体中，另一端与螺母相配，起连接和紧固的作用，但在很大程度上还具有定距的作用。

⑤垫圈：垫圈放在螺栓、螺钉和螺母等的支承面与工艺支承面之间使用，起防松和减小支承面应力的作用。

⑥自攻螺钉：与自攻螺钉相配的工件螺孔不需预先攻丝，在拧入自攻螺钉的同时，使内螺纹成型。

⑦铆钉：铆钉一端有头部，且杆部无螺纹。使用时将杆部插入被连接件的孔内，然后将杆的端部铆紧，起连接或紧固作用。

⑧销：销在使用时镶如入工件内，通常起连接或定位作用。

⑨挡圈：挡圈通常在轴上或孔内，起限制工件轴向的作用。

⑩木螺钉：木螺钉用于拧入木材，起连接或紧固作用。

二、确定标准和品种

1、品种的选择原则：

⑴从加工、装配的工作效率考虑，在同一机械或工程内，应尽量减少使用标准件的品种。

⑵从经济性考虑，应优先选用商品标准件品种。

⑶根据标准件预期的使用要求，按型式、机械性能、精度和螺纹等方面确定选用品种。

2、型式：

⑴螺栓：

①一般用途螺栓：品种很多，有六角头、方头之分，见国家标准GB5780—GB5790等。

②铰制孔用螺栓：使用时将螺栓紧密镶入铰制成的孔内，以防止工件错位，见GB27等。

③止转螺栓：有方颈、带椎之分，见GB12—15等。

④特殊用途螺栓：如T型槽用螺栓，见GB37；活节螺栓，见GB798；地脚螺栓，见GB799等。

⑤  钢结构用高强度螺栓连接副：一般用于建筑、桥梁、塔架、管道支架及起重机械等钢结构的摩擦型连接的场合，见GB3632等。

⑵螺母：

①一般用途螺母：主要指六角螺母，另有方螺母，品种很多，见GB41、GB6170—6177等。

②开槽螺母：主要指六角开槽螺母，即在六角螺母上方加工出糟。它与螺杆带孔螺栓和开口销配合使用，以防止螺栓与螺母的相对转动，见GB6178—6181等。

③锁紧螺母：指具有锁紧功能的螺母，有尼龙嵌件六角锁紧螺母，见GB889、GB6182、GB6183和全金属六角锁紧螺母，见GB6184—6187。

④特殊用途螺母：如碟形螺母，见GB62；环形螺母，见GB63；盖形螺母，见GB802、GB923；滚花螺母，见GB806、GB807和嵌装螺母，见GB809等。

⑶螺钉：

①机器螺钉：因头型和槽型不同而分成许多品种。头型有圆柱头、盘头、沉头和半沉头几种，头部才形为开槽（一字材）和十字槽两种。见GB65、GB67—69及GB818—820等。

②紧定螺钉：紧定螺钉利用其尾端，起防止工件间相互位移及传递较少扭矩的作用。见GB71、GB73——75、GB77、GB78等。

③内六角螺钉：内六角螺钉适用于安装空间较小或螺钉头部需要埋入的场合。，见GB70、GB6190、GB6191和GB2672—2674等。

④特殊用途螺钉：如定位螺钉，见GB72、GB828、GB829；不脱出螺钉，见GB827—839、GB948、GB948和吊环螺钉，见GB825等。

⑷螺柱：

①不等长双头螺柱：适用于一端拧入部件机体，起连接或紧固作用的场合。见GB897—900等。

②等长双头螺柱：适用于连端与螺母相配，起连接或定距作用。见GB901、GB953等。

⑸垫圈：

①平垫圈：用以克服工件支承面不平和增大支承面应力面积。见GB848、GB95—97和GB5287。

②弹簧（弹性）垫圈：弹簧垫圈见GB93、GB859等，弹性垫圈见GB860、GB955等。

③止退垫圈：有内齿锁紧垫圈，见GB861；外齿锁紧垫圈，见GB862；单耳止动垫圈，见GB854；双耳止动垫圈，见GB855；圆螺母止动垫圈，见GB858等。

④斜垫圈：为了适应工件支承面的斜度，可使用斜垫圈。有工字钢的用方斜垫圈，见GB852；槽钢的用方斜垫圈，见GB853。

⑹自攻螺丝：

①普通自攻螺钉：螺纹符合GB5280（自攻螺钉用螺纹），螺距大，适合在薄钢板或铜、铝、塑料上使用。见GB845—847、GB5282—5284等。

②自攻锁紧螺钉：螺纹符合普通米制粗牙螺纹，适合在需耐振动场合使用。见GB6560—6564。

⑺铆钉：

①热锻成型铆钉：一般规格较大，多用于机车、船舶及锅炉等，通常需通过热锻使头部成型。见GB863—866。

②冷镦成型铆钉：一般直径规格≤16mm，通常通过冷镦使头部成型。见GB867—870、GB109等。

③空心和半空心铆钉：空心铆钉，见GB976；半空心铆钉，见GB873—875等。

④特殊用途铆钉：有无头铆钉，见GB1016；管状铆钉，见GB975；标牌铆钉，见GB827等。

⑤抽芯铆钉：属于单面铆接的铆钉，是近年来广为使用的一种新型铆钉，有迅速、安全、方便等特点，并具有防水、防渗漏个优点。

⑻销：

①圆柱销：有无螺纹圆柱销，见GB119；内螺纹圆柱销，见GB120；外螺纹圆柱销，见GB878；弹性圆柱销，见GB879；带孔圆柱销，见GB880等。

②圆锥销：有无螺纹圆柱销，见GB117；内螺纹圆柱销，见GB118；螺尾圆锥销，见GB881；开尾圆锥销，见GB877。

③开口销：一般与螺杆带孔螺栓和开槽螺母相配，起防止螺栓、螺母松动的作用。见GB91。

⑼挡圈：

①弹性挡圈：有孔用弹性挡圈。见GB893；轴用弹性挡圈。见GB894及轴用开口挡圈GB896。

②钢丝挡圈：有孔用钢丝挡圈，见GB895.1；轴用钢丝挡圈，见GB895.2及钢丝锁圈，见GB921。

③轴类件用锁紧挡圈：有用锥销锁紧的挡圈，见GB883；用螺钉锁紧的挡圈，见GB884、GB885等。

④轴端挡圈：有用螺钉紧固的轴端挡圈，见GB891和用螺栓紧固的轴端挡圈，见GB892。

⑽木螺钉：

    因头型和槽型不同而分成许多品种。头型有圆头、沉头、半沉头等几种，头部槽形为开槽（一字槽）和十字槽两种。见GB99—101、GB950—952等。

三、机械性能等级

⑴螺栓、螺钉、螺柱和螺母

    表1—1：螺栓、螺钉、螺柱和螺母性能等级

性能 等级	螺母	4	5			6	8	9	10	12
	螺栓 螺钉 螺柱	3.6, 4.6	4.8	5.6	5.8	6.8	8.8	9.8	10.9	12.9
适用 场合	低强度,低扭矩						高强度,高扭矩

⑵紧定螺钉

    表1—2

性能等级	14H	22H	33H	45H
适用场合	低强度、低扭矩	高强度、高扭矩

⑶自攻螺钉和自攻锁紧螺钉

    普通自攻螺钉不按机械性能分级，只要选择适当规格，见GB3098.5中3.6条和表3）就可满足其一般使用要求。

    自攻锁紧螺钉的机械性能等级分A、B两级。A级为高强度等级；B级为低强度等级。

⑷不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母

    表1—3

材料类别	性 能 等 级
A奥氏体	——	A1—50 A2—50 A3—50	——	A1—70 A2—70 A3—70		A1—80 A2—80 A3—80
C马氏体	——	C1—50 C4—50	——	C1—70 C4—70		C3—80
F铁素体	F1—45	——	F1—60	——	——
适用场合	低强度、低扭矩			高强度、高扭矩

四、精度

    标准件（紧固件）的精度由产品等级决定。

    表1—4：标准件（紧固件）的产品等级及精确程度

部位	产 品 等 级
	A	B	C
螺纹、杆部及支承面	紧的	紧的	松的
其他部位	紧的	松的	松的
精确程度	精确	较精确	不精确

五、螺纹

    螺纹公差等级

    标准件（紧固件）罗纹公差等级

    表1—5

螺纹公差等级		相应产品等级	适用场合
内螺纹	6H	A、B	一般机械、器具等使用的罗纹。
外螺纹	5g1 6g
内螺纹	7H	C	建筑等及工作环境较差情况下使用的罗纹。
外螺纹	8g

注：1）仅机械性能为45H级的紧定螺钉和12.9级的内六角螺钉的螺纹公差可采用5g级。（2）螺距的选择

    粗牙螺纹和细牙螺纹的比较

    表1—6

粗牙螺纹	细牙螺纹
通用性、经济性好，适于快速紧固作业，适于反复装卸。	防松性好，紧固力和强度高

    确定规格

①直径规格尽量选第一系列数值，尽可能不采用产品标准尺寸表中括号内的数值和尽量不采用的规格表中的数值。

②长度规格一般不采用产品标准规定以外的规格。一般螺栓或螺母相配连接时，螺纹末端露出（0.2—0.3）d的长度为宜。

③直径与长度相配的规格，应优先选用商品规格范围内的规格。