塑性域扭紧螺栓的紧固方法探讨

打开文本图片集

摘 要：本文首先介绍了塑性域扭紧螺栓的特性及优点，并进一步分析了塑性域扭紧螺栓使用的必要性，最后重点探讨了塑性域扭紧螺栓的检测方法及安装注意事项及要求。

关键词：塑性域扭紧螺栓;检测方法;安装要求

1 引言

近年来，机械设备逐步高精度化、小型化，因而要求机械设备和结构装配必不可少的螺栓联接，有高的可靠性和紧凑性。于是，螺栓联接从历来在弹性变形区域拧紧，开始转向在塑性变形区域拧紧。拧紧螺母，使螺栓产生塑性变形可以减小预紧力的离散度，换言之，可以提高预紧力的控制精度。因而，相应地就提高了螺栓联接的可靠度，能充分发挥螺栓的工作能力。

2 塑性域螺栓的特性

塑性是指物体在受到外力时形状发生改变。当外力消失时，物体不能恢复原状，这种特性被称为塑性。与此相反，物体能够恢复原状的特性被称为弹性。若物体的受力超过弹性极限就会导致塑性变形。如图1所示，横坐标为螺栓的旋转角度，纵坐标为螺栓的张紧度。前一段为弹性区域，过了弹性区范围后到了塑性区域范围。从塑性区域范围来看，旋转角度变了而轴向拉力未变，从而可以分析出旋转角度的緊固方法可以降低相对于螺栓旋转角度的不均匀性的轴向拉力的不均匀性，并增加了螺栓的稳定的轴向张力。

3 塑性域扭紧螺栓的优点

螺栓联接在拧紧时螺栓承受拉力和扭剪力，使它们的相当应力超过屈服点的拧紧方式称为塑性域拧紧。这种拧紧方式有以下三个优点：预紧力大，因而承受静载荷时，结合面不分离的临界载荷大，承受变载荷时，载荷变幅小，承受横向载荷时，承载能力高;预紧力的离散度小，因而提高了计算精度，可以采用较小的可靠性系数，减小螺栓尺寸;螺栓强度不受切应力影响，因而螺栓强度提高，或者说在同样载荷下可减小螺栓尺寸。上述分析仅适用于被联接件为金属，并且中间无密封垫片，因为密封垫片将被联接件的刚度变为变量，给计算带来相当大的困难。

4 塑性域扭紧螺栓紧固法

塑性域螺栓能提供加强的轴向张紧力和稳定性，在某些发动机用做气缸盖螺栓和轴承盖螺栓，螺栓头多为12边形（内角、外角）。塑性螺栓一般安装时需按角度紧固，这种紧固法已通过发动机的耐久性试验，证明该紧固法在实际应用中是可靠的，不仅保证了相同拧紧规范的同种螺栓的轴力值波动很少，且防松效果更好。疲劳试验结果表明，塑性域螺栓紧固法可使螺栓连接体的疲劳强度提高15～60%。这是由于施加较大的预紧力，而使得由外力而引起的螺栓连接体的变形受到约束。由于避免了塑性应变集中，因此螺栓的重复使用性在实用中也无问题。

5 塑性域紧固螺栓的安装

塑性域紧固螺栓安装也有不同要求：下面以尼桑新天籁车为例来说明安装方法。按照图2所示的步骤安装缸盖，并按数字顺序拧紧缸盖螺栓。具体步骤为：用新发动机机油涂抹缸盖螺栓的螺纹和固定面;以规定力矩98.1N·M拧紧所有缸盖螺栓;按照与上图相反的顺序完全松开所有缸盖螺栓;以规定力矩39.2N·M 拧紧所有缸盖螺栓;顺时针转动所有缸盖螺栓90 度。（ 定角度拧紧）注意：使用角度扳手检查拧紧角度。请勿仅靠目视检查进行判断;再次顺时针转动所有缸盖螺栓90 度。（ 定角度拧紧）

6 结束语

发动机气缸盖螺栓的拧紧方式对发动机气缸盖压紧力有很大的影响。采用塑性域拧紧法能得到更加均匀的气缸盖压紧力。为此，必须提高气缸盖螺栓的质量，并且再次使用前要进行检测，使用时要按照规定顺序、次数和角度安装，否则就失去了塑性域扭紧螺栓的使用意义。

参考文献：

[1]尼桑新天籁维修手册[S].

[2]王化滨，郭金宝，韩玉柱.柴油发动机气缸盖螺栓的塑性域紧固方法[J].农机使用与维修，2008（01）.

[3]闻邦椿.机械设计手册[M].机械工业出版社出版.

推荐访问:塑性 螺栓 紧固 探讨 方法