如何提高螺栓连接的强度？

在大多数情况下，受拉螺栓连接的强度取决于螺栓的强度。影响螺栓强度的因素很多，如材料、结构、尺寸参数、制造和装配工艺等。以下是一些提高螺栓强度的措施。

1、改善线程之间的负载分布

当使用普通螺母时，轴向载荷不均匀地分布在螺纹圈中。如图1(a)所示，从螺母的承载面来看，第一圈的载荷最大，之后每圈载荷减小。

理论分析和实验证明，圈数越多，载荷分布越不均匀。第8 ~ 10圈后，螺纹几乎无负荷。

所以使用多圈数的厚螺母并不能提高连接强度。如果采用图1(b)所示的悬挂(张紧)螺母，螺母的锥形悬挂段和螺栓杆都处于张紧变形状态，这有助于减小螺母和螺栓杆之间螺栓扭矩的变化差异，从而使载荷分布更加均匀。图1(c)显示了环槽螺母，它类似于悬挂螺母。

2、或者减少额外的压力

由于设计、制造或安装中的疏忽，螺栓可能会受到额外的弯曲应力(图2)，这对螺栓的疲劳强度有很大影响，应该避免。

例如，在铸件或锻件等未经加工的表面上安装螺栓时，经常使用凸台或埋头座，切割后可获得平坦的支承面(图3)。

3、减少应力集中

螺纹根部、螺栓头和螺栓杆的连接处都有应力集中，是断裂的危险部位。其中，螺纹根部的应力集中对螺栓的疲劳强度影响很大。

可以采取增加螺纹根部的圆角半径、扩大螺栓头过渡部分的圆角(图4a)或切割卸载槽(图4b和4c)等措施来减小应力集中。

4、降低应力幅度

当螺栓最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。在工作载荷和残余预紧力不变的情况下，降低螺栓的刚度或增加连接部位的刚度，可以达到减小应力幅的目的(见图5)，但应增加预紧力。

降低螺栓刚度的措施有：适当增加螺栓长度；部分减小螺栓直径或做成中空结构，即柔性螺栓。在螺母下安装一个弹性元件(图6)也可以起到柔性螺栓的作用。柔性螺栓受力变形大，吸能性强，也适合承受冲击和振动。

为了增加连接系统的刚度，不宜使用刚度小的垫片。图7所示的密封连接最好使用密封圈。

5、改进制造过程

制造工艺对螺栓的疲劳强度有很大影响。对于高强度钢螺栓，更为明显。滚压螺纹时，由于冷淬的作用，表层有残余压应力，金属流线合理，螺栓的疲劳强度高于车削。渗碳、渗氮和喷丸都可以提高螺栓的疲劳强度。

来源：矿机之家

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