聯接的強度主要取決于螺栓的強度。影響螺栓強度的因素很(hěn)多(duō),有(yǒu)結構、尺寸參數、裝(zhuāng)配工(gōng)藝、材料、制造精(jīng)度等級等。

一、提高螺栓的疲勞強度

理(lǐ)論和實踐證明,變載荷工(gōng)作(zuò)時,在工(gōng)作(zuò)載荷和殘餘預緊力不變的情況下,減小(xiǎo)螺栓剛度或增大被聯接件剛度都能(néng)達到提高螺栓疲勞強度的目的,但應适當增大預緊力,以保證聯接的密封性。減小(xiǎo)螺栓剛度的常用(yòng)措施有(yǒu):适當增加螺栓的長(cháng)度、減小(xiǎo)螺栓杆直徑或做成中(zhōng)空的結構一柔性螺栓。 柔性螺栓受力時變形大,吸收能(néng)量作(zuò)用(yòng)強,也适于承受沖擊和振動。在螺母下面安(ān)裝(zhuāng)彈性元件,當工(gōng)作(zuò)載荷由被聯接件傳來時,由于彈性元件的較大變形,也能(néng)起到柔性螺栓的效果。為(wèi)了增大被聯接件的剛度,不宜采用(yòng)剛度小(xiǎo)的墊片。緊密聯接就以用(yòng)密封環為(wèi)佳。

二、改善螺紋牙間的載荷分(fēn)布

采用(yòng)普通螺母時,軸向載荷在旋合螺紋各圈之間的分(fēn)布是不均勻的,如教材圖9-39所示,從螺母支承面算起,第一圈受載最大,以後各圈遞減。理(lǐ)論分(fēn)析和實驗證明,旋合圈數越多(duō),載荷分(fēn)布不均的程度就越顯著,第8~10圈以後的螺紋幾乎不受載荷。所以,采用(yòng)圈數多(duō)的厚螺母,并不能(néng)提高聯接強度。若采用(yòng)圖9-41的懸置(受拉)螺母,則螺母錐形懸置段與螺栓杆均為(wèi)拉伸變形,有(yǒu)助于減少螺母和螺栓杆的螺距變化差,從而使載荷分(fēn)布比較均勻。

三、減輕應力集中(zhōng)

螺紋的牙根和收尾、螺栓頭部與栓杆交接處,都有(yǒu)應力集中(zhōng),是産(chǎn)生斷裂的危險部位:特别是在旋合螺紋的牙根處,由于栓杆拉伸,牙受彎剪,而且受力不均,情況更為(wèi)嚴重。适當加大牙根圓角半徑以減輕應力集中(zhōng),可(kě)提高螺栓疲勞強度達20%~40%;在螺紋收尾處用(yòng)退刀(dāo)槽、在螺母承壓面以内的栓杆有(yǒu)餘留螺紋等,都有(yǒu)良好效果。航空、航天器螺栓采用(yòng)新(xīn)發展的MJ螺栓,其主要結構特點就是牙根圓角半徑增大。

高強度鋼螺栓對應力集中(zhōng)敏感,但由于可(kě)用(yòng)更大的預緊力擰緊和更高的極限強度,結果還是有(yǒu)利的。

四、采用(yòng)合理(lǐ)的制造工(gōng)藝

制造工(gōng)藝對螺栓疲勞強度有(yǒu)很(hěn)大影響。采用(yòng)碾制螺紋時,由于冷作(zuò)硬化的作(zuò)用(yòng),表層有(yǒu)殘餘壓應力,金屬流線(xiàn)合理(lǐ),螺栓疲勞強度可(kě)比車(chē)制螺紋高30%~40%;熱處理(lǐ)後再滾壓的效果更好。另外,碳氮共滲、滲氮、噴丸處理(lǐ)都能(néng)提高螺栓疲勞強度。