NO.1 紧固原理
用螺纹紧固物体的力,由螺纹牙的摩擦力和螺母下面与部件接触部分的摩擦力决定。旋转螺母紧固螺栓时,螺栓在轴向上承受张力(应力)。该力在螺纹面上产生摩擦力,固定螺栓。(参考下图)

在下图中,将ω设为施加到螺纹牙上的轴向力,将d设为螺纹的有效直径,将α设定为导程角,考虑到螺母的微小部分,将其逆着ω,将作用于倾斜角α的面上的推力设定为F,假设倾斜面上没有摩擦,则为F=wtana。
如果将摩擦系数设为u,则u=tanФ(Ф为摩擦角),则:F=wtana(a+Ф)。

所以,紧固扭矩T=F×(d/2)=(d/2)×w tan(a+Ф)。
松动螺纹时的扭矩 T1=F1×(d/2)=(d/2)×w(Ф-d)。
如上,螺纹的导程角越小,就可以以更小的力得到相同的紧固力(W),另外,作用于螺纹牙面的摩擦力大于作用于轴向的力,这样的螺纹适用于紧固用。
导程大的螺纹在螺纹牙面产生的摩擦力小,由于旋转一圈前进的距离较大,这样的螺纹适用于传递运动。
紧固螺栓时,为了获得扭矩(T),如下图所示,用扳手在螺母上施力,扳手的长度及施加的力如不适当,就不会获得适当的紧固力。扭矩不足,紧固就会不充分,螺母会松动,扭矩过大,作用于螺栓的力过大,螺栓会破损。

螺栓的强度为引力载荷的情况下,通过螺栓的有效截面积或者牙根部分的截面积计算。
有效截面积=(π/4)×[(有效直径+牙根直径)/2]2
牙根的截面积=(π/4)×(阳螺纹的牙根直径)2
如果像吊环螺栓那样,只有单纯的引力载荷时的计算,通过螺栓材料的强度和上面所讲的截面积进行计算,螺栓在紧固时,由于同时受拧入载荷,所以,最好采取将螺栓强度减为3/4左右的程度进行处理。
螺纹破损的情况下,在一般情况下不会出现螺纹牙部分全部破损,螺纹脱落的情况。螺纹破损时,通常是阳螺纹的牙根部分断开。所以,在螺栓和螺母配对使用时,通常螺栓应使用同等或者强度更大的材料。
NO.2 紧固时一般注意事项
紧固螺栓时,务必使用口径相符的扳手进行紧固。在扳手孔径与六角头之间不能有空隙。
另外,也不能用锤子敲击扳手或者在扳手上加把手进行紧固。扳手的长度应能获得与螺栓强度相符的紧固扭矩。
用螺丝刀紧固小螺丝时,同样要使用与开槽或者十字槽相符的螺丝刀。如果螺丝刀与槽不吻合的话,会破坏开槽,影响下次使用。螺丝刀的头钩和把手设计也应与紧固扭矩相符。
为了亲身体验紧固力到底如何还算合适,可用扭矩扳手、扭矩螺丝刀等进行练习,体会大概的紧固力。
紧固扭矩表:

紧固多个螺纹时,不要用力一次只紧固一个地方的螺丝,而应先将所有的螺丝进行适量紧固,注意全部螺丝的平衡,进行多次紧固,最终固定螺丝。
盲口螺纹口及空心螺丝等容易混入碎滓,请注意。大部分的组装部件在组装前都进行了清理。螺丝由于要旋转进行紧固,如果螺丝干燥或者螺纹牙面破损的话,有可能会出现配合不好的现象。最好是在螺丝上抹油,抹适量的油再进行紧固,配合效果就会增强。
NO.3 各种尺寸的螺栓紧固方法
注意螺栓的紧固应使用与其尺寸相符的扳手。下面列举了各种尺寸的螺栓的紧固方法。
① M6以下的螺栓-用大拇指、中指及食指握住扳手,用手腕力进行旋转。
l =10mm,F=约5kg。
M6以下:

② M10前的螺栓-握住扳手头部,用来自胳膊肘的力旋转。
l =12mm,F=约20kg。
M6-M10:

③ M12~14mm的螺栓-用手腕力在扳手柄端用力,进行转动。
l =15cm,F=约50kg。
M10--M14:

④ M20以上-用一只手撑住支撑物,两腿叉开支撑身体,利用体重转动扳手。这时,请注意手及脚不要滑动。
l =20cm以上,F=100kg以上。

⑤ 特大螺栓-对于用(D)的方法不行的螺栓,可使用螺旋扳手、套筒扳手等把手较长的工具、其它特殊扳手等。
NO.4 盖、箱等紧固方法
由于是板状,其面积比其厚度要大,用较多的螺钉进行紧固盖、箱时,必须保证紧固力受力要平均。
重要的是,紧固件与机器间应受同样的力,所以,紧固螺丝的顺序是关键。所以,薄板与主体间的螺孔应对准,先用手将全部的螺钉拧入。
接着,在对角位置进行临时紧固(如下图)。确认整体的平衡位置不偏移。按临时紧固的顺序最后进行紧固。

对于垫有较厚垫片的盖子的紧固,应注意垫片中间不能出现鼓起及折皱等,对于紧固顺序需特别注意。
另外,在紧固较薄的板时,如下图所示,注意不要出现板中间凸起的现象。此时,如果薄板为长方形,更应特别注意。如果从板的外围开始紧固的话,很容易出现凸起。

NO.5 双头螺栓的紧固方法
双头螺栓(柱头螺栓)由于在主体内属半永久性镶嵌,部件插入外面突起的部分,用螺母固定。所以,双头螺栓通过外部的螺母紧固、拆卸操作来达到紧固被紧固件的目的。
为了切实镶嵌双头螺栓,镶嵌螺纹应有过盈量,该过盈量分为取较阳螺纹有效直径稍大的方法及镶嵌到阴螺纹顶端、定向螺纹部分的方法。如果用力拧过的话,会造成双头螺栓的裂开或者破损,请注意要用力适当。
双头螺栓的镶嵌方法如下图所示,在中间放入较厚的螺母,在双头螺栓和普通螺栓的中间相互接触,进行拧紧,通过旋转螺栓的方向,将双头螺栓拧入主体内。

如果双头螺栓的直径较大,中间还有没有螺纹的部分的情况下,在该部分缠绕摩擦较大的板,使用套管扳手,进行紧固。双头螺栓的拧入深度由使用方法决定。一般情况下为螺纹直径的1.5倍左右。
文章来源于网络,版权归原作者所有,侵删