螺栓是現代制造業(yè)的重要組成部分，在商用和工業(yè)產(chǎn)品(從客機到園藝工具)中具有廣泛的應用。盡管螺栓具有看似直接的作用，但螺栓顯示出相對復雜的機械特性和設計特征，使其能夠正常工作。

螺栓的實(shí)用性不僅僅取決于它是否適合其孔，而是一系列特定的規格。螺栓的類(lèi)型，其物理尺寸，螺紋密度，成型材料和緊固要求都是有效螺栓安裝的重要特征。同樣，螺母和螺栓的互補連接可能對部件組裝和產(chǎn)品效率產(chǎn)生重大影響。使用太長(cháng)的螺栓可能會(huì )干擾操作，而安裝缺乏拉伸強度的螺栓可能會(huì )導致設備損壞。因此，了解螺栓如何完成任務(wù)可能意味著(zhù)成功項目與無(wú)效項目之間的差異。

螺栓螺紋

螺紋是螺栓的主要特征之一。螺紋在傾斜平面的基本概念下起作用，該傾斜平面圍繞緊固件的長(cháng)度螺旋。該螺旋需要將旋轉壓力插入槽中。轉動(dòng)螺栓使螺紋使互補槽或螺母向上移動(dòng)抵靠?jì)A斜平面。扭矩或轉動(dòng)力越大，螺母沿螺紋向前拉動(dòng)的壓力越大。這又會(huì )在螺栓中產(chǎn)生張力，并產(chǎn)生將兩個(gè)部件壓在一起的夾緊力。更高數量或更密集的螺紋布置可以加強關(guān)節。此外，在經(jīng)過(guò)熱處理后將螺紋切入螺栓中也可提高螺紋強度。

機械力量

擰緊螺栓的動(dòng)作接合幾種不同類(lèi)型的機械力，這些機械力有助于所得的接頭保持牢固。螺栓安裝產(chǎn)生的主要力量包括:

夾緊力:這是一種壓縮，螺栓應用于接頭，將兩個(gè)部件固定在一起。

預緊力:轉動(dòng)螺栓會(huì )使螺紋嚙合并拉伸，從而產(chǎn)生預緊力，使螺紋保持在適當位置。

剪切力:剪切力是在垂直方向上對螺栓施加的橫向壓力。它可以單獨存在或與張力結合存在。

張力:張力適用于螺栓的長(cháng)度，沿其垂直尺寸而不是寬度提供壓力。

夾緊力完成將多個(gè)部件保持在一起的任務(wù)，并且由預緊力和張力之間的差異確定。當張力的強度等于預載力的強度時(shí)，螺栓失效并且接頭斷開(kāi)。通常，較高的預緊力轉換為較高的夾緊力，這使得螺栓連接更牢固。理想情況下，精確的螺栓安裝和擰緊將產(chǎn)生一個(gè)很少或沒(méi)有直接剪切力的接頭。更詳細的公式可以在“保持一致”中找到。

為力量而制造

在美國材料試驗協(xié)會(huì )(ASTM)將大多數的標準在螺栓規格我們，包括尺寸，成型材料和后加工精加工。螺栓有各種不同長(cháng)度的產(chǎn)品，可以有各種頭部形狀，如六角形，橢圓形，扁平形或插座形。螺栓的整體機械強度可以通過(guò)最終斷裂時(shí)的應變程度來(lái)測量，而屈服強度則表示其彎曲或變形的程度。雖然總強度或拉伸強度總是高于屈服強度，但為了使機器正常運行，其螺栓應在屈服水平下具有負荷。在拉伸和屈服強度之間具有很大差異的螺栓被認為是柔性的并且在失效之前將拉伸到相對高的程度。

螺栓有多種類(lèi)型，例如T型頭或T型螺栓，可以用各種材料生產(chǎn)，但鋼是大多數高強度應用中最常用的材料。與屈服強度相比，鋼螺栓按照每平方毫米牛頓的拉伸強度進(jìn)行分級。例如，額定值為5.5的鋼螺栓將提供大約500牛頓/ mm 2的拉伸強度和大約400牛頓/ mm 2的屈服強度。其他流行的螺栓材料，例如耐腐蝕不銹鋼，合金和復合材料可以以類(lèi)似的方式評級。

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