提高螺栓联接强度的措施.pdf

大多数情况下，受拉螺栓联接的强度决定于螺栓的强度。影响螺栓强度的因素很
多，有材料、结构、尺寸参数、制造和装配工艺等等。下面介绍一些提高螺栓强
度的常见措施。

1.改善螺纹牙间的载荷分布

采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的，如图15.13a
所示，从螺母支承面算起，第一圈受载最大，以后各圈递减。理论分析和试验证
明，旋合圈数越多，载荷分布不均的程度也越显著，到第8～10圈以后，螺纹
几乎不受载荷。所以，采用圈数多的厚螺母，并不能提高联接强度。若采用图
15.13b的悬置（受拉）螺母，则螺母锥形悬置段与螺栓杆均为拉伸变形，有助
于减少螺母与栓杆的螺矩变化差，从而使载荷分布比较均匀。图15.13c为环槽
螺母，其作用和悬置螺母相似。

图15.13

2.避免或减小附加应力

由于设计、制造或安装上的疏忽，有可能使螺栓受到附加弯曲应力（图15.14），
这对螺栓疲劳强度的影响很大，应设法避免。例如，在铸件或锻件等未加工表面
上安装螺栓时，常采用凸台或沉头座等结构，经切削加工后可获得平整的支承面
（图15.15）。
图15.14

图15.15

3.减小应力集中

螺纹的牙根、螺栓头部与栓杆交接处，都有应力集中，是产生断裂的危险部位。
其中螺纹牙根的应力集中对螺栓的疲劳强度影响很大。可采取增大螺纹牙根的圆
角半径、在螺栓头过渡部分加大圆角（图15.16a）或切制卸载槽（图15.16b、
c）等措施来减小应力集中。

图15.16
4.减小应力幅

螺栓的最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。在工作载荷和剩余预紧力
不变的情况下，减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度都能达到减小应力幅的目的
（见图15.17），但预紧力则应增大。

图15.17

减小螺栓刚度的措施有：适当增大螺栓的长度；部分减小栓杆直径或作成中空的
结构即柔性螺栓。在螺母下面安装弹性元件（图15.18），也能起到柔性螺栓的
效果。柔性螺栓受力时变形量大，吸收能量作用强，也适于承受冲击和振动。

图15.18

为了增大被联接系统的刚度，不宜用刚度小的垫片。图15.19所示的密封连接以
用密封圈为佳。
图15.19

5.改善制造工艺

制造工艺对螺栓的疲劳强度有很大影响。对于高强度钢制螺栓，更为显著。采用
輾制螺纹时，由于冷作硬化的作用，表层有残余压应力，金属流线合理，螺栓疲
劳强度比车削的高。

碳氮共渗、氮化、喷丸处理都能提高螺栓疲劳强度。(end)