高强度螺栓,即高强度摩擦预紧螺栓,一直是桥梁、工程机械、船舶等行业最喜欢的紧固零件。近年来,我国高强度紧固件基本依赖进口。5万吨高强度紧固件产品通过工信部严格审查、评价和验收,全面投产,替代进口产品。提供强大的后盾。
高强度螺栓,即高强度摩擦预紧螺栓,需要较大的预紧力。一般很多人认为高强度螺栓只使用高强度材料,但其实和普通螺栓差不多。核心区别在于力的形式,本质在于是否施加预紧力。
高强度螺栓,高度在哪里?
材料强度不是区分普通螺栓和高强度螺栓的关键。在英标和美标规范中,高强度螺栓只有8.8级和10.9级两种,而普通螺栓有4.6、5.6、8.8、10.9、12.9等。
说到这里8.8级普通螺栓,有朋友疑惑8.8级普通螺栓,高强度螺栓不是强度高的材料,那么“高”在哪里呢?以8.8级M22螺栓为例计算:普通螺栓的设计抗拉强度为400kN,普通抗剪强度为320kN,高强度螺栓的预紧力为150kN。
从以上计算可以看出,普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度的设计值要高于同等级下的高强度螺栓。
普通螺栓和高强度螺栓在工况下的应力-应变曲线
高强度螺栓承受“高”力。从单个螺栓的计算可以看出,高强度螺栓在抗拉和抗剪方面的设计强度低于普通螺栓。其高强度的实质是:在正常工作时,关节不允许有任何相对滑动,即弹塑性变形小,关节刚度大。
可以看出,在给定的设计节点载荷下,采用高强度螺栓设计的节点不一定能节省螺栓的使用数量,但其变形小,刚度大,安全储备高。适用于主梁等节点刚度要求较高的部位,符合“强节点、弱构件”的抗震设计基本原则。
高强度螺栓的强度不在于其自身承载能力的设计值,而在于其设计节点刚度高、安全性能高、抗破坏能力强等。
高强度螺栓与普通螺栓的比较
高强度螺栓与普通螺栓在标准、工作原理、施工工具等方面存在很大差异。
高强度螺栓与普通螺栓由于设计受力原理不同,在施工检验方法上存在较大差异。从下图可以看出,同等级普通螺栓的力学性能要求比高强度螺栓略高,但高强度螺栓比普通螺栓多了一个冲击能接受要求。
普通螺栓和高强度螺栓的鉴别是现场鉴别同级螺栓的基本方法。由于英美标准中高强度螺栓扭矩值的计算方法不尽相同,因此也需要对两种标准的螺栓进行鉴别。
最后我们来看看普通螺栓和高强度螺栓的价格对比。也是M24、L60、8.8高强度螺栓和普通螺栓。普通螺栓约占高强度螺栓的70%。
在使用上,普通螺栓可以重复使用,但高强度螺栓不能重复使用。高强度螺栓一般用于永久性连接。建筑结构主要构件的螺栓连接一般采用高强度螺栓连接。
高强度螺栓的分类
高强度螺栓主要分为摩擦型、压力型和拉伸型三大类。
摩擦式适用于钢框架结构的梁柱连接、实腹梁连接、工业厂房的重型起重机梁连接、制动系统的连接以及承受动载荷的重要结构。
压缩型可用于允许少量滑动的静载荷结构中的剪力连接,或用于间接承受动态载荷的构件中的剪力连接。
拉伸型是指螺栓受拉时,疲劳强度低。在动载荷作用下,其承载能力不易超过0.6P(P为螺栓的许用轴向力)。因此,它只适合在静载荷下使用。如受压构件的法兰对接、T型接头等。
为增强我国高强度螺栓当前的竞争力,各行业大力倡导发展高精度、高强度产业,保障产业发展。紧固件,加大对不锈钢、特种钢、高强度、耐高温、耐腐蚀、抗干扰等性能的研发投入,推动高端精密特种不锈钢紧固件产业发展。
目前,高强度螺栓广泛应用于汽车领域。它们主要用于汽车及其重要部件的强度连接,如汽车的轮毂,对汽车的安全平稳行驶起着不可替代的作用。