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看完这些紧固件知识,你就入行了

时间:2021-05-20 10:40 作者:钉钉 阅读:37 次

一:紧固件的定义

紧固件在市场上也称为标准件,是将两个或两个以上的零件(或构件)紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。

备注:螺丝是紧固件的通用说法,日常口头语。

二:紧固件的种类

1. 螺栓:由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下,有可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。

外六角螺栓

2. 螺柱:没有头部的,仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时,它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中,另一端穿过带有通孔的零件中,然后旋上螺母,即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺柱连接,也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑,或因拆卸频繁,不宜采用螺栓连接的场合。

双头螺柱

3. 螺钉:也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件,按用途可以分为三类:机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件,与一个带有通孔的零件之间的紧固连接,不需要螺母配合(这种连接形式称为螺钉连接,也属于可拆卸连接;也可以与螺母配合,用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。)紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。

机器螺钉

紧钉螺钉

特殊螺钉

4. 螺母:带有内螺纹孔,形状一般呈显为六角柱形,也有呈四方柱形或圆柱形,配合螺栓、螺柱或机器螺钉,用于紧固连接两个零件,使之成为一件整体。

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各种螺母

尼龙自锁螺母是一种新型高抗振防松紧固零件,能应用于温度-50~100℃的各种机械、电器产品中。目前,宇航、航空、坦克、矿山机械 、汽车运输机械、农业机械、纺织机械、电器产品以及各类机械对尼龙自锁螺母的需求量剧增,这是因为它的抗振防松性能大大高于其他各种

防松装置,而且振动寿命要高几倍甚至几十倍。当前机械设备的事故有80%以上是由于紧固件的松动而造成的,特别在矿山机械中尤为严重,而 使用尼龙自锁螺母就可以杜绝由于紧固件松脱所造成的重大事故。

5. 自攻螺钉:与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件,使之成为一件整体 ,构件上需要事先制出小孔,由于这种螺钉具有较高的硬度,可以直接旋入构件的孔中,使构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。

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十字大扁头自攻钉

6. 木螺钉:也是与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用罗纹,可以直接旋入木质构件(或零件)中,用于把一个带通孔的金(或非金属)零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。

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GB102木螺钉

7. 垫圈:形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间,起着增大被连接零件接触表面面积,降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用;另一类弹性垫圈,还能起着阻止螺母回松的作用。

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平垫圈

8. 挡圈:供装在机器、设备的轴槽或孔槽中,起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。

挡圈

9. 销:主要供零件定位用,有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。


10. 铆钉:由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件,用于紧固连接两个带通孔的零件(或构件),使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接,简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开,必须破坏零件上的铆钉。


11.组合件和连接副:组合件是指组合供应的一类紧固件,如将某种机器螺钉(或螺栓、自供螺钉)与平垫圈(或弹簧垫圈、锁紧垫圈)组合供应;连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件,如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。

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组合件

钢结构用高强度大六角

12. 焊钉:由光能和钉头(或无钉头)构成的异类紧固件,用焊接方法把他固定连接在一个零件(或构件)上面,以便再与其他零件进行连接。

焊钉

三.国际常用紧固件标准

1.中国国家标准(国标)-GB

2.德国国家标准(德标) -DIN

3.国际标准-ISO

4.日本国家标准(日标) -JIS

5.美国国家标准(美标) -ANSI

6.英国国家标准 -BS

备注:以上几种标准除了一些基本尺寸如头部对边、头部厚度等的不同以外,最主要的是螺纹部分的不同。GB、DIN、JIS、ISO的螺纹都是以mm(毫米)为单位,统称为公制螺纹。ANSI螺纹是以英寸为单位的称为美标螺纹。除了公制螺纹和美制螺纹外还有一种BS—英制标准,其螺纹也是以英寸为单位,俗称惠氏螺纹。

四.螺纹简述

1.螺纹定义:(英文名:screw thread)在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。

2.螺纹种类:

a.螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹;

b.按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹;

c.按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹,三角形螺纹主要用于联接,矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动;

d.按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹,一般用右旋螺纹;

e.按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹;联接用的多为单线,传动用的采用双线或多线;

f.按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹;

3.螺纹术语:参照标准GB/T14791-93

4. 螺纹的代号标注

在图样上螺纹需要用规定的螺纹代号标注,除管螺纹外,螺纹代号的标注格式为:

螺纹代号的标注格式

管螺纹的标注格式为:特征代号 尺寸代号 旋向

其中,右旋螺纹省略不注,左旋用“ LH”表示。

5. 螺纹标记的标注

当螺纹精度要求较高时,除标注螺纹代号外,还应标注螺纹公差带代和螺纹旋合长度。

螺纹标记的标注格式为:

螺纹代号——螺纹公差带代号(中径、顶径)——旋合长度

有关标注内容的说明:

(l)公差带代号由数字加字母表示(内螺纹用大写字母,外螺纹用小写字母),如 7H、6g等,应特别指出,7H,6g等代表螺纹公差,而H7,g6代表圆柱体公差代号。

(2)旋合长度规定为短(用S表示)、中(用N表示)、长(用L表示)三种。一般情况下,不标注螺纹旋合长度,其螺纹公差带按中等旋合长度(N)确定。必要时,可加注旋合长度代号S或L,如“ M20-5g6g-L”。特殊需要时,可注明旋合长度的数值,如“M20-5g6g-30”。

6.螺纹标记在视图上的标注方法

除管螺纹外,在视图上螺纹标记的标注同线性尺寸标注方法相同;而管螺纹是用指引线的形式,指引线应从大径上引出,并且不应与剖面线平行。

标注的说明:

( l)M 16-5g6g表示粗牙普通螺纹,公称直径16,右旋,螺纹公差带中径 5g,大径 6g,旋合长度按中等长度考虑。

(2)M16×1.5 LH-6G表示细牙普通螺纹,公称直径16,螺距1.5,左旋,螺纹公差带中径、大径均为6G,旋合长度按中等长度考虑。

(3)G1表示英制非螺纹密封管螺纹,尺寸代号1in,右旋。

(4)Rcl/2表示英制螺纹密封锥管螺纹,尺寸代号1/2in,右旋。

(5)Tr20×8(P4)表示梯形螺纹,公称直径 20,双线,导程 8,螺距 4,右旋。

(6)B20×2LH表示锯齿形螺纹,公称直径 20,单线,螺距 2,左旋。

7.螺纹五要素

螺纹分内螺纹和外螺纹。加工在圆柱(圆锥)外表面的螺纹叫外螺纹,加工在圆柱管(圆锥管)内表面的螺纹叫内螺纹。内外螺纹连接时,螺纹的要素必须一致。螺纹的结构要素包括牙型、直径、线数、螺距(导程)、和旋向。

(1). 牙型

在通过螺纹轴线的剖面上,螺纹的轮廓形状,称为螺纹牙型。它有三角形、梯形、锯齿形和方形等。不同的螺纹牙形,有不同的用途。

普通螺纹的牙形为三角形。普通螺纹和英寸制管螺纹一般用来连接零件,称为连接螺纹。梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹一般用来传递运动和动力,称为传动螺纹。

(2).直径

a.大径(D,d)螺纹的最大直径,与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。外螺纹大径(d)亦称为顶径;内螺纹大径(D)亦称为底径。

b.小径(D1、d1)

螺纹的最小直径,与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。内外螺纹的小径分别用D1和d1表示

C.中径(D2、d2)

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一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方(见右图)。此假想圆柱称为中径圆柱,中径圆柱的母线称为中径线。

(3).线数

指同一圆柱面或圆锥面上螺纹的条数,记为n。通常多线螺纹使用在精密仪器仪表中或需要快速 旋入的场合。

(4).螺距(ph)和导程(p)

螺距是螺 纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程是同一线螺纹上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对于单线螺纹有p=ph,对于多线螺纹有p=ph/n。

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(5).旋向

螺纹分右旋和左旋两种。如下图所示,顺时钟旋转时旋入的螺纹,称为右旋螺纹;逆时钟旋转时旋入的螺纹,称为左旋螺纹。工程上常用右旋螺纹,但一些比较重要的安全场合如液化汽罐就可能用到左旋螺纹。

当内外螺纹旋合时,只有螺纹的五要素完全相同时才能互相旋合。改变上述五要数中的任何一项,就会得到不同规格和尺寸的螺纹。国家标准对有些螺纹(如普通螺纹、梯形螺纹)的牙型、直径和螺距都作了规定,凡是这三项符合标准的,称为标准螺纹。而牙型合标准,直径或螺距不符合标准的螺纹称为特殊螺纹。牙型不符合标准的螺纹叫非标准螺纹,如方牙螺纹。

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五.常用单位表示方法

1.公制单位:毫米(mm)

2.美制单位:英寸(inch)

3.单位转换:1inch=25.4mm 0#=0.06inch 每增加1#公称径增加0.013inch

六.螺纹等级

1.外螺纹

a.公制:6g,6h

b.美制:1A,2A,3A

2.内螺纹

1.公制:6G,6H

2.美制:1B,2B,3B

七.紧固件机械性能

〈一〉.螺栓、螺钉和螺柱的机械性能-----GB3098.1/ISO898-1

1. 范围:本标准规定了由碳钢和或合金钢制造的、在环境温度为10-35℃条件下进行试验时,粗牙螺纹M1.6-M39;细牙螺纹M8*1-M39*3螺栓、螺钉和螺柱的机械性能。本标准不适用于紧定螺钉及类似的不受拉力的螺纹紧固件。

2. 标记制度:性能等级的标记代号,由两部分数字组成 第一部分数字表示公称抗拉强度的1/100

第二部分数字表示公称屈服点(σs)或公称规定非比例伸长应力(σp0.2)与公称抗拉强度(σb)比值(屈强比)的10倍。

这两部分数字的乘积为公称屈服点的1/10

3.抗拉强度( tensile strength )的定义:抗拉强度是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力,用σb=FO/AO

FO----试样在断裂前的最大外力(N)

AO----试样原来的截面积(mm²)

σb---抗拉强度(Mpa、N/mm2 )

备注:

a. PSI是压力单位,欧美国家常用单位。英文全称为Pounds per square inch。P是磅pound,S是平方square,I是英寸inch。

b. 单位换算:1PSI =6.895kpa=0.006895Mpa

举例:随意抽取一份客户图纸

4.屈服强度(yield strength )定义:是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。

备注:

a.材料的变形分为弹性变形(外力撤销后可以恢复原来形状)和塑性变形(外力撤销后不能恢复原来形状,形状发生变化,伸长或缩短)

b.当应力超过弹性极限后,进入屈服阶段后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到b点后,塑性应变急剧增加,应力应变出现微小波动,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。

①.屈服点yield point(σs)

试样在试验过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。

②.上屈服点upper yield point(σsu)

试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。

③.下屈服点lower yield point(σSL)

当不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小应力。

有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度(yield strength)。

④.详见材料应力-应变曲线图

5.常用性能等级:3.6级、4.6级、4.8级、5.6级、5.8级、6.8级、8.8级、9.8级、10.9级、12.9级十个等级。

6.螺栓性能等级标号的含义 :螺栓性能等级标号由两部分数字组成,分别代表螺栓的公称抗拉强度值和屈强比值,如性能等级为4.8级的高强度螺栓其含义为:

(1):螺栓材质公称抗拉强度为400MPa级

(2):螺栓材质的屈强比值为0.8

(3):螺栓材质的公称屈服强度为400x0.8= 320MPa级

7.高强度螺栓的区分及含义。8.8级及以上等级的螺栓统称为高强度螺栓,其余等级螺栓称为普通强度螺栓。

8.所用材料----GB3098.1 表2

备注:

⑴钢的分类

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金.按照化学成份分类如下:

①碳素钢:

a.低碳钢(C≦0.25%)

b.中碳钢( C:0.25% -0.6%)

c.高碳钢(C>0.6%)

②合金钢:

a.低合金(合金元素总含量≦5%)

b.中合金(合金元素总含量﹥ 5%-10%)

c.高合金(合金元素总含量﹥10%)

按照品质分类:按照钢中硫(S)和磷(P)的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。

a.普通钢(P≦0.045%,S ≦ 0.055%)

b.优质钢(S、P均≦ 0.035%)

c.高级优质钢( P≦0.035%,S ≦ 0.030% )

按照成形方法分类:a.锻钢 b.铸钢 c.热轧钢 d.冷拉钢

按照用途分类:

①建筑及工程用钢

a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢

② 结构钢

a.机械制造用钢:调质结构钢、表面硬化结构钢:渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢、易切结构钢、冷塑性成形用钢:冷冲压用钢、冷镦用钢

b.弹簧钢

c.轴承钢

③工具钢

a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢

④特殊性能

a.不锈耐酸钢;b.耐热钢;c.电热合金钢; d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢

⑤专业用钢:桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等

⑵中国钢号表示方法的分类说明

①碳素结构钢

a.由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后边的数字表示屈服点数值,单位是Mpa。例如:Q235为235Mpa的碳素结构钢。

b.必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D.脱氧方法符合:F表示沸腾钢;b.表示半镇静钢;Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

C.专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。

②优质碳素结构钢

a.钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。

b.锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn.

③碳素工具钢

a.钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。

b.钢号的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

c.锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如: “T8Mn”

d.高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”.

④易切削钢

a.钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。

b.字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,其钢号为“Y30

c.锰含量较高者,亦在钢号标出“Mn”,例如“Y40Mn”

⑤合金结构钢

a.钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr.

b.钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12CrMoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者0.9-1.2%,其余成份全部相同。当合金元素平均含量≧1.5%、 ≧2.5% ≧3.5%......时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4…..等。例如18Cr2Ni4WA

⑥弹簧钢:65、70、85、65Mn

⑦滚动轴承钢

a.钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。

b.高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出,铬含量以千分之几表示,例如GCr15.

9.头标:详见GB3098.1

〈二〉螺母机械性能GB3098.2/ISO898-2

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