浅谈斗轮堆取料机高强螺栓应用

论文导读：角头高强度螺栓的垫圈应安装在螺栓头一侧和螺母一侧，垫圈孔有倒角一侧应和螺栓头接触，不得装反，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。3.2安装时高强度螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。螺栓不能自由穿入时，不得用气割扩孔，要用绞刀绞孔，修整后最大直径应小于

1.2倍螺栓直径。修孔时需使母材与连接板贴紧，以防铁屑

摘要：本文在前人研究的基础上，结构件生产过程中广泛采用了先进的焊接连接和螺栓连接，分别用于结构件自身的成形连接和结构件之间的连接。针对高强螺栓对斗轮堆取料机钢结构件连接的影响，将从高强螺栓连接原理入手，然后对高强螺栓的装配及紧固方法进行深入的研究及讨论，最后对高强螺栓的检查验收进行详细的说明。
关键词：连接原理；高强螺栓副的装配；紧固方法
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1 概述
高强螺栓连接是在20世纪50年展起来的一种新型连接形式，具有受力性能好、施工简单、装配方便、耐疲劳以及在动载荷作用下不易松动等优点，故得到越来越广泛的应用。斗轮堆取料机结构件常见的构造有工字形、箱形和桁架结构等，在施工中先后出现了普通螺栓、铆钉、焊接和高强度螺栓等连接方式。由于铆钉连接制作费时费力，新建产品已经很少应用。目前，结构件生产过程中广泛采用了先进的焊接连接和螺栓连接，分别用于结构件自身的成形连接和结构件之间的连接。
2 高强螺栓连接的原理
从力的传递方式来看，高强度螺栓连接可分为三种：摩擦连接（摩擦型）、摩擦力、螺栓剪力和承压力三者共同作用的连接（承压型），以及螺栓轴向受力的连接。其中摩擦型是主要采用的形式，其工作特点是利用高强度螺栓的强大预拉力将连接构件夹紧，依靠构件接触面间的摩擦阻力来传递构件的内力，而不是像普通螺栓那样靠螺栓杆的抗剪和承压传力。
斗轮堆取料机钢结构常用高强螺栓有8.8、10.9级，常见规格有M20、M22和M24三种。常用的材料有45优质碳素结构钢（σb≥850MPa）、40B合金钢（σb≥1100MPa）。
高强螺栓连接形式、尺寸和布置要求与普通拉力螺栓相同，孔径比螺栓杆直径大1～2mm。
3 高强度螺栓副的装配
现场施工前应对螺栓进行扭矩系数或预拉力检验，合格后方可使用，不得在雨雪天安装高强度螺栓。
3.1 扭剪型高强度螺栓的垫圈安装在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触，不得装反。大六角头高强度螺栓的垫圈应安装在螺栓头一侧和螺母一侧，垫圈孔有倒角一侧应和螺栓头接触，不得装反，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。
3.2 安装时高强度螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。螺栓不能自由穿入时，不得用气割扩孔，要用绞刀绞孔，修整后最大直径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时需使母材与连接板贴紧，以防铁屑进入板缝，绞孔后要清除孔边毛刺，并清除铁屑。
3.3 螺栓穿入方向宜一致，螺母宜朝向易观察的一面。对临时固定螺栓或者定位螺栓，应在其余位置的高强度螺栓紧固后，以高强度螺栓替换。
3.4 高强度螺栓的紧固顺序从刚度大的部位向不受拘束的自由端进行，同一节点内从中间向四周紧固，以使母材与连接板贴紧。
3.5 一个接头上的高强度螺栓，应从螺栓群中部开始安装，逐个拧紧。初拧、复拧、终拧都应从螺栓群中部开始向四周扩展逐个拧紧。每拧一遍均应该用不同颜色的油漆做上标记，防止漏拧。
4 高强度摘自：毕业论文目录www.7ctime.com
螺栓紧固方法
对于高强度螺栓的螺纹连接，预拉力通过紧固螺母建立，不得漏拧、欠拧或超拧。为保证其数值准确，施工时应严格控制螺母的紧固程度，常用控制扭矩法、控制螺栓伸长法和控制螺母转角法来保证预紧力的准确性，如果螺栓较长，则需要注意消除长螺栓弹性变形带来的误差。

4.1 控制扭矩法。

为了保证不同位置的高强度螺栓预紧力均匀，紧固必须分两次进行。第一次为初拧，用普通扳手施加不少于50%终拧扭矩值，使板叠靠拢。第二次紧固为终拧，用扭矩值可显示的力矩扳手施工，偏差不得大于±10%。这种方法在我国应用广泛。
由于预紧力随着时间延长会有所损失，施工扭矩应在设计扭矩基础上提高10%作为补偿。为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，初拧、终拧都应按一定顺序进行。
扭剪型高强度螺栓终拧时应将梅花卡头拧掉，个别螺栓限于施工条件不能用专用扳手操作时，可按大六角高强度螺栓用扭矩法施工。

4.2 控制螺栓伸长法。

这种方法通过控制螺栓伸长量来控制预紧力大小。螺母拧紧前，测量记录螺栓的原始长度L1，施加预紧力拧紧后，测量记录螺栓的长度L2。通过L1和L2数值便可计算出拧紧力矩是否符合要求，这种方法国内应用很少。

4.3 控制螺母转角法。

转角法通过控制螺栓应变即拧紧时螺母转过的角度来获得规定的预紧力。高强度螺栓转角法施工也分初拧和终拧两步进行。初拧用于消除板间缝隙的影响，拧紧扭矩一般为终拧扭矩的50%为宜，以板缝密贴为准。转角是从初拧做出的标记线开始，再用扳手终拧1/3～2/3圈（120°～240°）。终拧角度与板叠厚度和螺栓直径等有关，可预先测定。
无论采用哪种紧固方法，初拧完毕的螺栓，应做好标记以供确认。为防止漏拧，当天安装的高强度螺栓，应当天终拧完毕。
5 高强度螺栓连接位置的处理
高强度螺栓连接安装前摩擦面需进行预处理，摩擦面采用喷砂、砂轮打磨和钢丝人工刷除等方法进行处理，除去摩擦表面的浮锈、油污或油漆，保证连接位置的摩擦因数。一般情况下，处理后的摩擦面生赤锈后即可安装螺栓（一般露天存10天左右）。采用砂轮打磨时，打磨范围不小于螺栓直径的4倍，打磨方向与受力方向垂直，打磨后的摩擦面应无明显不平。用喷砂处理的摩擦面可直接安装螺栓，不必等接触面生赤锈。
钢板或型钢高强度连接处应平整，板边、孔边无毛刺；接头处有翘曲、变形时必须进行校正，并防止损伤摩擦面，保证摩擦面能够紧贴。当接触面有缝隙时，应按规定处理。
6 高强度螺栓检查验收
扭剪型高强度螺栓，螺栓尾部卡头拧断后即表明终拧完毕，达到了扭矩要求。限于施工条件不能拧断的，与大六角高强度螺栓采用相同的验收程序。
大六角头高强度螺栓终拧结束后，检查漏拧、欠拧宜用0.3～0.5kg的小锤逐个敲检，如发现欠拧、漏拧应补拧，超拧应更换。
对扭矩值的检验应在终拧完成后1h后、48h内完成，检查总量不少于节点数的10%，数量不少于10颗。单个节点检查数量不少于螺栓数量的10%，数量不少于2颗。
检查方法有扭矩法和转角法两种。前者是在螺栓和螺母上画一条直线，将螺母回退30°～50°，再用力矩扳手拧至原位，测定终拧扭矩值，其偏差以不大于±10%为合格。后者同样在螺栓和螺母上画一条直线，然后卸松所有螺母，再按初拧、终拧程序重新拧紧，终拧转角与原画定的线比较，偏差在10°内为合格，已终拧合格的可以做出涂漆标记。
经检查合格后的高强度螺栓连接处，应按设计要求涂防锈漆。连接板间缝隙处应用腻子封闭。施工、检查完成后，应提供摩擦因数试件实验报告及现场试件复验报告、高强度螺栓施工验收记录等文件。
结语
通过对高强螺栓进行理论分析可以增加对斗轮堆取料机力学特性的了解；通过计算结果对斗轮堆取料机进行适当的处理，使斗轮堆取料机既能达到了设计要求的性能，能够安全可靠的运行，又能节约成本，做到合理布局结构，优化设计。
参考文献
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