最近都在宣揚工匠精神,報導德國技工擰緊螺栓的方法如何嚴謹,和中國工人擰緊螺栓的方法如何隨意進行對比,嚴格地講,在設備裝配過程中,螺栓的擰緊方法是設計時都已經規定好的,甚至用什么工具都定義好的,關于擰螺栓這件事,用什么方法擰,擰緊需要遵守怎么的流程,不是裝配工人自己定的,而是設計師定義好的,用什么工具怎么操作,都是有標準規范的。
問題來了? 擰螺栓這么簡單的事情怎么還定一個操作規范呢,設計師真的沒事找事嗎? 其實擰螺栓沒有想象的那么簡單,擰螺栓是為了使螺栓獲得一個初始的預緊力,這個預緊是起什么作用的呢?
為什么要使螺栓獲得一個初始預緊力呢,這要從螺栓連接的作用說起。
1.傳遞橫向力或扭矩,螺栓預緊力使被連接件接觸面之間產生壓力,接觸面之間壓力越大,可傳遞橫向力就越大。當接觸面壓力足夠大時,橫向力就全部由摩擦力傳遞了,螺栓僅承受預緊力,不再受剪應力和壓應力了,螺栓的安全性就增加了很多。
2.密封作用,當螺栓連接用于壓力管道或壓力容器時,螺栓需要有足夠的預緊力,起到密封作用,總的螺栓預緊力不能小于接觸面間流體的壓力。
3.防止結構開縫,一般受疲勞載荷的螺栓連接是不允許被連接件開縫的,一旦被連接件之間產生縫隙,螺栓拉力就會隨著外拉力載荷的增加而快速增加,下圖為螺栓拉力與外載荷的曲線圖,我們可以看到,在曲線的前半部分,被連接件之間還沒有開縫,螺栓拉力增長緩慢,被連接件開縫之后,螺栓拉力快速增加。
被連接件開縫后,螺栓的交變疲勞載荷幅值也會迅速增加,會大大縮短螺栓的疲勞強度。