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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 從螺紋看我們的工業(yè) [打印本頁]

作者: zerowing 時(shí)間: 2013-12-28 02:46
標(biāo)題: 從螺紋看我們的工業(yè)
本帖最后由 zerowing 于 2013-12-30 16:23 編輯

貌似最近圍繞著螺紋這個(gè)話題扯了很多了，說實(shí)話，沒啥可扯的，基礎(chǔ)性的東西，說多了沒啥意思。讓8爺看了也笑話，笑話我們這一輩接不上班，哈哈。
前幾日又看到了@sivlerduck 大俠關(guān)于鋁件螺紋的帖子，http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=347086&extra=&page=1
于是，著實(shí)發(fā)現(xiàn) ，我們的工業(yè)真的很有意思。

所以，還是說說這個(gè)螺紋。哪怕讓8爺再多笑話會(huì)兒，至少我希望通過我的敘述能讓更多的新人們重新認(rèn)識(shí)下螺紋，認(rèn)識(shí)下我們的工業(yè)基礎(chǔ)。

說螺紋連接，說螺栓選擇，絕大多數(shù)書上講得都是基于螺栓保證載荷的計(jì)算。也正因?yàn)槿绱?，很多人都誤認(rèn)為校核螺栓，校核螺紋連接強(qiáng)度只要看保證載荷就行了。哈哈，我曾經(jīng)論述過，保證載荷和螺紋強(qiáng)度的關(guān)系，以及為什么多數(shù)時(shí)候你只校核螺栓載荷就夠了的原因。這里不重復(fù)了，給個(gè)鏈接，有興趣的大俠可以過去看。http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=344246&extra=
也正因?yàn)槿绱耍也虐l(fā)現(xiàn)，原來很多的新手們?cè)诿鎸?duì)非常規(guī)螺紋連接時(shí)是多么的無助和胡亂猜測。于是不妨重復(fù)下，至少講講我的理解，希望新手們?cè)诿鎸?duì)問題時(shí)有一個(gè)清晰的思路。

校核螺紋連接，特別是螺栓、螺釘與螺母、螺孔連接時(shí)，實(shí)際上要校核的有兩個(gè)方面。第一是母材抗拉能力，第二是螺紋本身的抗屈服能力。
1。對(duì)于螺栓、螺釘?shù)男：?。一方面，要校核其桿部的抗拉能力，即跟據(jù)手冊(cè)保證載荷值校核該螺栓、螺釘是否會(huì)被拉斷。另一方面，則要校核其螺紋部分是否會(huì)屈服，是否因?yàn)閺?qiáng)度不夠被剪斷，而這部分，跟保證載荷沒有半毛錢的關(guān)系。
所以，當(dāng)你面對(duì)一個(gè)滑絲或者螺紋屈服的螺紋連接問題時(shí)，你可以去找材料的缺陷問題，可以去找硬度問題，可以去找材料本身強(qiáng)度問題，可以去找螺栓大小是否選擇合適的問題，但唯獨(dú)不能去找保證載荷的問題，那是胡扯。
比如這兩個(gè)圖：
(, 下載次數(shù): 325) (, 下載次數(shù): 352)
同樣的螺栓，細(xì)牙的保證載荷永遠(yuǎn)比粗牙大。如果你的螺栓桿沒有斷，而螺紋被剪掉了，你靠這個(gè)保證載荷能解決啥問題？如果粗牙的螺紋都屈服了，你換個(gè)保證載荷更大的細(xì)牙螺紋就沒問題了？哈哈，笑話！
于是，說到這兒，我們來說說什么是保證載荷?。?！

跟據(jù)定義，保證載荷 = 保證應(yīng)力 x 公稱應(yīng)力截面積。
            保證應(yīng)力 = 公稱屈服強(qiáng)度 x 保證系數(shù)
見下表：
(, 下載次數(shù): 308)
            所以，所謂的保證載荷，校核就是第一理論強(qiáng)度的抗拉屈服能力，而不是抗拉拉斷能力。為什么不校核拉斷？因?yàn)閷?duì)于螺紋連接，特別是有預(yù)緊的螺紋連接，屈服了，預(yù)緊力就沒了。
      所以，看完這些，你就應(yīng)該明白，當(dāng)你的螺紋失效被剪斷的時(shí)候，這個(gè)保證載荷不能幫你任何的忙。它只能保證你的螺栓桿高枕無憂！！

2。多數(shù)時(shí)候我們不校核母扣端強(qiáng)度，原因是母扣端多數(shù)情況下承載高于螺栓部分。校核母扣端也分兩個(gè)方面。一方面是螺紋強(qiáng)度校核。另一方面是母扣端壁厚部分的抗傾翻彎曲強(qiáng)度校核。
講母扣，就必須要說一種情況，那就是母扣機(jī)體材質(zhì)問題。比如說在鑄鐵做螺紋孔，安裝吊耳，那么就會(huì)出現(xiàn)一種情況，當(dāng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足時(shí)，或者當(dāng)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足時(shí)，母材端就會(huì)被拉斷。而這個(gè)，跟保證載荷也沒有半毛錢關(guān)系。哈哈。你要校核這個(gè)，就要校核螺紋根部的抗傾翻能力，校核螺紋牙根部的應(yīng)力集中，特別是首牙螺紋根部的集中，以保證在疲勞狀態(tài)下，在集中部位不會(huì)形成裂紋，擴(kuò)大并引發(fā)斷裂。

3。螺紋校核時(shí)，一般常用的辦法是認(rèn)為螺紋是懸臂梁，然后校核其承載能力。簡單一點(diǎn)的就是直接校核螺紋根部的抗剪切能力和表面的抗擠壓能力?？辜舨粔虻臅r(shí)候會(huì)滑絲，擠壓不夠的時(shí)候會(huì)粘扣。
滑絲不多說了，比較常見。粘扣的，可以去看看石油管材上那些API標(biāo)準(zhǔn)的錐扣。俺從來沒有見過這種螺紋被拉斷的，也沒見過管子拉斷的，但是螺紋粘連是很常見的。所以，你玩這些螺紋的時(shí)候，一定要做的一件事就是磷化！目的就是防粘。

4。保證扭矩是考慮螺栓在其最大軸向承載時(shí)螺紋副和螺栓帽部分的摩擦和力矩。這個(gè)力矩同牙型有關(guān)，同摩擦系數(shù)有關(guān)，同帽端部分的接觸面有關(guān)。

5。所謂的母端等級(jí)比螺栓端等級(jí)低一個(gè)等級(jí)，考慮的是均載螺紋牙受力。這個(gè)說起來比較復(fù)雜，有興趣可以再聊。螺紋牙受力均勻程度不僅影響承載，亦影響防松。

說完這些，再回到@sivlerduck 大俠的那個(gè)帖子里后面的結(jié)論部分。說說俺們工業(yè)的有意思的地方。
文中提到了螺的螺紋保證載荷。哈哈，我們來看看下面這個(gè)圖，然后對(duì)比下上面那個(gè)螺栓的截面積。

(, 下載次數(shù): 242) 對(duì)比這看看，有沒有很有意思的地方。同樣的應(yīng)力截面積?。。?br /> 動(dòng)腦子想想，這倆的應(yīng)力截面積怎么會(huì)一樣呢？
去翻翻應(yīng)力截面積的算法，于是得到下面的公式。
(, 下載次數(shù): 316)
參考牙型圖：d3是計(jì)算的根本圓角后的直徑。如圖。
(, 下載次數(shù): 292)
所以，實(shí)際上，計(jì)算這種情況下對(duì)應(yīng)的原始應(yīng)力截面積計(jì)算公式有。
(, 下載次數(shù): 268)
用這個(gè)，你再去算那些應(yīng)力截面積就都和手冊(cè)上一致了。哈哈。
但是，你不感覺很奇怪嗎？對(duì)于螺栓，對(duì)于外螺紋部分你可以這么計(jì)算。對(duì)于內(nèi)螺紋部分呢？為什么要用一個(gè)中空的根本不存在的截面積來計(jì)算保證載荷呢？哈哈，真的是很有意思?。?br />
哈哈，8爺說我們的工業(yè)總體是頹勢，我一點(diǎn)也不奇怪。一個(gè)基礎(chǔ)性的東西，一個(gè)公眾性的東西都能玩成這樣的話，那確實(shí)是頹了，而且后代怕是連站起來都會(huì)困難的。

PS. 補(bǔ)兩個(gè)圖，關(guān)于應(yīng)力截面積的。哈哈。注意文中的（male）字樣??！

(, 下載次數(shù): 275)
(, 下載次數(shù): 238)

補(bǔ)：對(duì)其中公式作了更新，補(bǔ)充了丟失的平方符號(hào)。

作者: 抄了把單刀 時(shí)間: 2013-12-28 08:13
好東東

作者: 阿難和松山 時(shí)間: 2013-12-28 08:25
+100，好東西！！

作者: mfka 時(shí)間: 2013-12-28 08:43
中國的理論都是錯(cuò)的？
螺紋作為基礎(chǔ)件，它的配套性理論不是中國獨(dú)創(chuàng)，在很長一段時(shí)期內(nèi)是世界通用性理論。至于隨著理論研究的提高，新方法會(huì)不斷出現(xiàn)。

保證載荷是衡量螺紋的一個(gè)綜合性指標(biāo)。
(, 下載次數(shù): 265) (, 下載次數(shù): 296)

作者: mfka 時(shí)間: 2013-12-28 09:02
   “你不感覺很奇怪嗎？對(duì)于螺栓，對(duì)于外螺紋部分你可以這么計(jì)算。對(duì)于內(nèi)螺紋部分呢？為什么要用一個(gè)中空的根本不存在的截面積來計(jì)算保證載荷呢？哈哈，真的是很有意思??！”
   我們都不是搞基礎(chǔ)研究的，至于“為什么要用一個(gè)中空的根本不存在的截面積來計(jì)算保證載荷呢？”問題，你好好地研究，寫出一篇論文發(fā)表在《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志，挑戰(zhàn)那些專家！
   我只想提醒你一點(diǎn)：螺紋所謂的計(jì)算面積是一個(gè)截面的面積，螺紋旋合有很多牙，就有很多“中空的根本不存在的截面積”，把它們折算成一個(gè)截面的面積，或者說是當(dāng)量面積。大家說是不是？

作者: zms9439 時(shí)間: 2013-12-28 09:09
個(gè)人看法：
細(xì)牙螺紋小徑大于粗牙螺紋小徑，面積增大；其次螺紋牙而言，牙高變小，對(duì)螺紋牙的彎曲應(yīng)力減小，剪切應(yīng)力變化不大，應(yīng)該是細(xì)牙會(huì)比粗牙好一點(diǎn)；
螺母，也有螺紋大徑與外六方之間較大的面積存在，不應(yīng)無視吧

作者: mfka 時(shí)間: 2013-12-28 09:18
(, 下載次數(shù): 272)

這是樓主的一段言論，極端看不起中國人，這是不是數(shù)典忘祖？

作者: 六級(jí)士官 時(shí)間: 2013-12-28 09:33
我愁，不會(huì)吧！這次還是圍繞這個(gè)螺紋吵起來

作者: 成形極限 時(shí)間: 2013-12-28 09:57
“新手們?cè)诿鎸?duì)非常規(guī)螺紋連接時(shí)是多么的無助和胡亂猜測”，標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是簡化有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，非常規(guī)的東西本來就不是新手玩的東西。
非標(biāo)準(zhǔn)的東西引起研究者的爭論也是很正常的，絕大多數(shù)人能把標(biāo)準(zhǔn)的東西弄個(gè)七七八八就可以了。
關(guān)鍵是國內(nèi)的東西很多在標(biāo)準(zhǔn)上就打折扣，很多標(biāo)準(zhǔn)可以說是下限，制造者又制造出各種“非標(biāo)”的標(biāo)準(zhǔn)件，讓人對(duì)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系都產(chǎn)生了懷疑，不得不選用更高等級(jí)的，或者直接用國外的東西。

作者: zero321 時(shí)間: 2013-12-28 10:13
又吵，真沒勁，有這功夫電視劇都看兩集了

作者: feng959688 時(shí)間: 2013-12-28 10:56
先收藏，回來看

作者: 黃海是我 時(shí)間: 2013-12-28 10:56
太高深，看天書一樣。

作者: zms9439 時(shí)間: 2013-12-28 11:18
發(fā)個(gè)公式，不知道對(duì)不對(duì)
粗略計(jì)算，相同旋合長度下，細(xì)牙螺紋各個(gè)應(yīng)力都小一點(diǎn)

作者: 16443 時(shí)間: 2013-12-28 11:21
國內(nèi)的螺栓問題主要是材料和工藝的問題

作者: mfka 時(shí)間: 2013-12-28 11:55
(, 下載次數(shù): 83)

(, 下載次數(shù): 84)

作者: 廣而學(xué)之 時(shí)間: 2013-12-28 12:03
討論

作者: 茉莉素馨 時(shí)間: 2013-12-28 12:06
其實(shí)螺母材料強(qiáng)度低于螺桿材料強(qiáng)度是有先決條件的
比如樓主所引用的原貼，使用的是鋁合金母材
螺栓連接一般是要求失效為螺桿斷裂，而不是螺母螺牙脫絲
所以關(guān)于螺母螺牙的計(jì)算肯定是不同于鋼對(duì)鋼的連接的
兩種材料的力學(xué)性質(zhì)相差比較大，就需要仔細(xì)計(jì)算才能確定合適的旋合長度

其實(shí)就是，螺栓連接破壞的形式是斷裂還是脫絲
與直徑、材質(zhì)、旋合長度等都是密切相關(guān)的

作者: xlf63 時(shí)間: 2013-12-28 12:32
社區(qū)又起風(fēng)煙，
螺紋再現(xiàn)爭議。
各方大俠觀點(diǎn)，
土璧角落現(xiàn)現(xiàn)。

作者: 一重科技 時(shí)間: 2013-12-28 12:52
貌似又要開始吵架了！

作者: qdtruck 時(shí)間: 2013-12-28 14:49
有不同的見解，都可以擺上來，大家一起討論學(xué)習(xí)。但是過分的話語，就不要說了。大家都是技術(shù)人員，要互助，不能互掐！

作者: gjxg630 時(shí)間: 2013-12-28 15:07
學(xué)習(xí)

作者: 茉莉素馨 時(shí)間: 2013-12-28 16:12

mfka 發(fā)表于 2013-12-28 11:55

想想還是上個(gè)圖片吧
用彈性力學(xué)來分別求解以下幾種狀態(tài)，然后在做疊加
后來有限元成熟了，基本用個(gè)有限元算一下就都出來了
就像99\8前輩說的，這個(gè)方面的資料實(shí)在是太多了，沒必要爭什么
(, 下載次數(shù): 104)

作者: zyz4190 時(shí)間: 2013-12-28 17:23
別介，我就喜歡這樣的爭論！

作者: 黃海是我 時(shí)間: 2013-12-28 18:23
本帖最后由黃海是我于 2013-12-30 14:23 編輯

mfka 發(fā)表于 2013-12-28 09:18
這是樓主的一段言論，極端看不起中國人，這是不是數(shù)典忘祖？

其實(shí)你不用叫，我就鄙視中國式理論。雖然洋人理論不一定對(duì)。當(dāng)然我這句話是建立在現(xiàn)在的國內(nèi)的環(huán)境。工業(yè)革命，中國人被逼著打開國門。電力電子革命。中國人被甩的遠(yuǎn)遠(yuǎn)?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代。技術(shù)被幾大巨頭壟斷。中國人只能拾人牙慧。現(xiàn)在智能化革命到來，作為標(biāo)志性的工業(yè)機(jī)器人。中國人依然是門外漢。。事不過三。都第4次了。傻子都知道哪都有問題。哪都缺。諾貝爾自然學(xué)科目前為零。雖然我外行，但是我們天天車牙攻絲，買各種螺栓安裝產(chǎn)品。螺栓就不談了，就外六角和內(nèi)六角都搞不好。

作者: 無效 時(shí)間: 2013-12-28 20:52
學(xué)習(xí)了

作者: LXNZJL52 時(shí)間: 2013-12-28 22:04
感覺螺紋一直很神秘，看大俠的文章，收獲不少

作者: 劉曉白 時(shí)間: 2013-12-29 12:13
很受益~

作者: sivlerduck 時(shí)間: 2013-12-29 17:10
本帖最后由 sivlerduck 于 2013-12-29 17:14 編輯

這幾天由于網(wǎng)絡(luò)等原因沒有及時(shí)上論壇，沒想到又開始舌戰(zhàn)了，呵呵。首先感謝zerowing大俠對(duì)螺紋理論進(jìn)一步深入的講解。
說一下自己的感觸。很多人多說螺栓是一個(gè)簡單的問題，但是我覺得螺紋問題是一個(gè)機(jī)械方便最基本的問題，我們現(xiàn)在欠缺的就是對(duì)這些問題弄清弄透，只有這些搞透了，
下面是我能初步想到的我們?nèi)粘９ぷ髦杏龅降囊恍┞菁y連接的問題，不知道大家是不是都能圓滿回答？
(1) 螺栓、螺母的強(qiáng)度級(jí)別；
(2) 為什么國外的12.9級(jí)螺栓比國內(nèi)的12.9級(jí)的螺栓要耐使用？
(3) 為什么要規(guī)定螺釘?shù)臄Q緊力矩？計(jì)算依據(jù)？擰緊力矩的范圍？能否給出一個(gè)普適的計(jì)算公式？
(4) 螺紋連接失效的方式？
(5) 螺紋連接的防松方式、防松技術(shù)？
(6) 螺紋設(shè)計(jì)的疲勞應(yīng)力計(jì)算？
至少上述問題我現(xiàn)在還有好幾個(gè)沒有搞清楚。

中國機(jī)械社區(qū)是我認(rèn)為目前國內(nèi)機(jī)械方面最好的網(wǎng)站，里面有一批志同道合的機(jī)械方面的同志，每天大家分享著自己的問題、發(fā)現(xiàn)、感悟。但感覺沒有技術(shù)難度的文章一堆人回帖，關(guān)注。真要涉及的具體的技術(shù)總結(jié)問題，好多人就不發(fā)表言論了，也許是許多大俠不屑于這些低級(jí)幼稚的問題，也許是抱著教會(huì)徒弟餓死師傅的心理。但我認(rèn)為，機(jī)械社區(qū)要做的更好就需要大家對(duì)許多基本的問題討論、辯論清楚。要不，我們的社區(qū)也就是一個(gè)資料全，灌水人多、發(fā)牢騷人多的社區(qū)。

也說一下我對(duì)許多大俠的感受，非常感謝zerowing大俠，對(duì)許多問題都是從理論上進(jìn)行講解、答復(fù)，我們需要的是接地氣的專家，不是高高在上整天評(píng)論別人不會(huì)啊的“大?！?。為什么我們的基礎(chǔ)工業(yè)很爛，就是因?yàn)樵S多基本的東西大家都沒有搞清楚，在糊弄。

作者: xtw77wh 時(shí)間: 2013-12-29 19:43
樓主辛苦了

非常詳細(xì)。

作者: bianbingxiang 時(shí)間: 2013-12-29 22:05
今天看了一下午，獲益良多

作者: zh39204128 時(shí)間: 2013-12-30 09:31
希望0俠日后更多分享類似的分析！

作者: Michael0576 時(shí)間: 2013-12-30 10:46
‘馬克下’

最近在看材料力學(xué)、工程力學(xué)的書寫筆記，現(xiàn)在算是勉強(qiáng)聽的懂大俠們探討的學(xué)問了，但這還遠(yuǎn)不夠、繼續(xù)看書、跟帖、深入精髓跟上零俠的節(jié)奏

作者: 嬌陽LI 時(shí)間: 2013-12-30 16:23
中國人的語言很有研究,當(dāng)官的都是語言家, 鉆牛角鉆得都沒尖了, 從古至今都一樣, 不是抗日戰(zhàn)爭的教訓(xùn), 可能到現(xiàn)在我們還不知道螺絲到底有要怎么做才做得好--------其實(shí)到現(xiàn)在做得都還是不如別人的好.

作者: airlee~ 時(shí)間: 2013-12-30 20:07
學(xué)習(xí)了~

作者: pzfs1016 時(shí)間: 2013-12-30 21:40
普通的螺紋就有這么深的玄機(jī)，看來需要學(xué)習(xí)的東西真是多啊。感謝樓主，講解的很清晰。

作者: 蘇州syj 時(shí)間: 2013-12-30 23:01
分析地好

作者: linda112 時(shí)間: 2013-12-31 17:10
學(xué)習(xí)了，贊成樓主的看法，只是現(xiàn)在都不做設(shè)計(jì)了，轉(zhuǎn)行做維修，中國的機(jī)械行業(yè)真的缺乏理論支持

作者: jixiegaga 時(shí)間: 2014-1-1 21:36
佩服，能把基礎(chǔ)性的問題搞得這么有深度

作者: 李紅裔 時(shí)間: 2014-1-2 13:43
好東西啊

作者: 好奇D旁觀者 時(shí)間: 2014-1-2 15:55
建議寫完整發(fā)表

作者: pengzhh 時(shí)間: 2014-1-12 21:08
受益匪淺啊

作者: 紈綾衫 時(shí)間: 2014-7-9 14:34
佩服，各位的基礎(chǔ)知識(shí)這么扎實(shí)

作者: 傻孩子上大學(xué) 時(shí)間: 2014-8-28 15:10
正在細(xì)細(xì)研究。。。留個(gè)記號(hào)。

作者: 傻孩子上大學(xué) 時(shí)間: 2014-8-28 16:18
根據(jù)普通螺紋基本尺寸之間的關(guān)系，最后計(jì)算出 As=π/4·[d-(13H/12）]2，相當(dāng)于大徑都減去了一個(gè)多的原始三角高度H。比螺紋的光桿還小呢。以這個(gè)直徑的圓，與螺紋沒有關(guān)系了，保證載荷真的和螺栓桿有關(guān)，和螺紋沒有關(guān)系。呵呵，不知道能不能這么理解。

作者: wsxm82 時(shí)間: 2014-11-29 22:42
留個(gè)記號(hào)，回頭好好學(xué)習(xí)
多謝樓主

作者: 國運(yùn)昌久 時(shí)間: 2014-12-5 23:15
我擦，這個(gè)帖子我要收藏，好好看

作者: 降臺(tái)詩春 時(shí)間: 2015-4-27 16:45
云里霧里

作者: 791585799 時(shí)間: 2015-4-28 11:55
其實(shí)有爭論都不難理解，對(duì)所有貢獻(xiàn)的自己的知識(shí)的人我都報(bào)以敬意，無論知識(shí)的深淺，總有剛接觸的新手，都會(huì)有獲益的人

作者: 清風(fēng)自來_ 時(shí)間: 2015-4-28 20:45
贊一個(gè)

作者: zhuchenyu0000 時(shí)間: 2015-5-9 09:53
好東西，慢慢看！

作者: 人云憶赟414 時(shí)間: 2015-11-20 12:33
看不懂

作者: 曹7941 時(shí)間: 2016-2-13 23:26
受教了

作者: 小飛人1001 時(shí)間: 2020-3-14 10:53
學(xué)習(xí)

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