螺栓選型怎么算？計算步驟

設(shè)計人員經(jīng)常要回答一個問題：這個連接該用多大的螺栓？螺栓選型不是拍腦袋，有一套計算流程。這篇把螺栓選型的計算步驟講清楚，并給出實用建議。

一、螺栓選型的輸入條件

螺栓選型前要明確幾個條件：一是連接形式，螺栓承受的是拉力、剪切力還是聯(lián)合載荷；二是載荷大小，工作載荷是多少，是靜載還是交變載荷；三是連接件的材料和厚度，決定旋合長度和支承面；四是工況環(huán)境，溫度、腐蝕、振動；五是可靠性要求，安全等級。這些條件明確了，才能開始計算。很多人上來就問"M12夠不夠"，其實答案取決于載荷和工況，不給條件沒法回答。選型計算的核心是保證：螺栓在預(yù)緊和工作載荷下不屈服、不斷裂、不疲勞，同時連接不松。

二、受拉螺栓的計算

受拉螺栓是最常見的工況，計算分幾步。第一步，確定預(yù)緊力F0：按連接要求取螺栓保證載荷的60%到80%，或者按密封等要求確定；第二步，計算工作載荷F，包括被連接件分擔(dān)的部分；第三步，計算螺栓總載荷：F總=F0+工作載荷×剛度比系數(shù)；第四步，校核應(yīng)力：螺栓最大應(yīng)力=總載荷/應(yīng)力截面積，必須小于屈服強度除以安全系數(shù)。實際計算中常反著做：先假設(shè)一個直徑，算出應(yīng)力，不合格就加大直徑重算，直到滿足。公式用標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)力截面積表查As。

三、受剪螺栓的計算

受剪螺栓的計算比受拉簡單：螺栓承受橫向剪切力，校核剪切強度。公式：剪切應(yīng)力=剪力/剪切面積，剪切面積按螺栓桿徑截面算或按螺紋小徑算，剪切應(yīng)力要小于許用剪切應(yīng)力。另一個要點：受剪連接還校核擠壓強度，螺栓和孔壁的接觸應(yīng)力不能超過材料的許用擠壓應(yīng)力，否則孔被壓長。受剪螺栓一般用鉸制孔螺栓，普通螺栓受剪時靠摩擦傳遞剪力，剪切校核是極限情況。

四、安全系數(shù)怎么取

安全系數(shù)是螺栓選型的核心參數(shù)。取值參考：一般機(jī)械設(shè)備靜載，受拉螺栓安全系數(shù)取1.5到2；交變載荷取2到4；沖擊載荷取3到5；密封要求高的取2到3；按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計按規(guī)范取值。安全系數(shù)大，螺栓大、成本高；安全系數(shù)小，螺栓小、風(fēng)險高。合理做法：按規(guī)范計算，取滿足規(guī)范的最小規(guī)格，而不是盲目放大。另外，螺栓強度等級越高，對疲勞越敏感，不是無腦選高等級，10.9、12.9級螺栓的疲勞性能受螺紋滾壓等工藝影響很大。

五、選型結(jié)果的復(fù)核

計算完成后，還要復(fù)核幾件事：一是旋合長度，螺栓擰入螺母或螺紋孔的旋合長度要夠；二是支承面強度，螺栓頭或螺母下面的被連接件材料強度夠不夠，鋁件、塑料件要加墊圈或加大支承面；三是扳手空間，螺栓頭周圍要能放得下扳手套筒；四是標(biāo)準(zhǔn)件優(yōu)先，選標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，非標(biāo)件貴且難買；五是配套件，螺母等級、墊圈類型要和螺栓匹配。選型計算是手段不是目的，目標(biāo)是連接可靠、裝配方便、成本合理。拿不準(zhǔn)的工況，放大一檔直徑是最穩(wěn)妥的選擇。

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