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有关器械部件用螺母的韧度预设和挑选问题

2020-04-21
  为了得出合乎实际的结论和可操作的设计方法,有必要对螺纹牙的强度全部进行精确的计算和分析,并对锅炉吊杆用螺母高度m的选择及各项尺寸的确定进行充分的论证。这里所得出

  为了得出合乎实际的结论和可操作的设计方法,有必要对螺纹牙的强度全部进行精确的计算和分析,并对锅炉吊杆用螺母高度m的选择及各项尺寸的确定进行充分的论证。这里所得出的计算公式与传统的计算公式可能有所差别。

  螺母强度的详细计算与分析见文献,这里只给出部分结果。和表示了螺纹牙的受力分析和计算模型。螺纹牙的受力牙型受力图由文献给出的挤压应力表达式可知,其力学模型荷载是假定均布作用在螺纹牙上的。因此,螺纹牙中间截面的剪应力小于螺纹牙根部截面的剪应力,螺纹牙的根部是需要计算的危险截面。在螺纹牙和根部既有剪应力又有弯曲应力时,强度计算可以按极限荷载计算,也可以偏于安全地按最大弹性应力计算。

  根据极限荷载进行计算应考虑剪应力和弯曲应力的联合作用,为简化计算,假定剪应力沿螺纹牙厚度平均分布。

  可知按考虑弯曲应力和剪应力的联合作用极限荷载求出的螺母的高度m比按弹性最大剪应力求出的螺母的高度m小得不多,比按弹性最大弯曲应力求出的螺母的高度大得也不多,而比按平均剪应力求出来的螺母高度m则大得较多。这说明,由于弯曲应力和剪应力联合作用的结果,沿螺纹牙的厚度方向的强度变化是不大的,因此,采用弯曲应力和剪应力联合作用极限状态下的式(8)来确定螺母的高度是合适的,而按平均剪应力确定螺母的高度则属偏于不安全的设计。

  因此要保证螺母与螺杆等强应当是接近式。标准螺母厚度与对螺母承载能力的论述普通紧固件标准螺母按厚度分为四种。

  (1)1型螺母,厚度适中,在螺母标准系列内,螺母高度m与螺纹公称尺寸D之比m/D=0.84094。(2)2型螺母,较1型螺母高10%左右,螺纹旋合长度更大。按照一般技术书籍上的提法,2型螺母比1型螺母的承载能力有所提高。在标准系列内,2型螺母高度m与螺纹公称尺寸D之比m/D=0.93102。

  (3)厚螺母,厚度更大。在标准系列内,厚螺母高度m与螺纹公称尺寸D之比m/D=1.527816000.但在技术书籍中未提到其承载能力的问题。

  (4)薄螺母,螺母高度m与螺纹公称尺寸D之比m/D0.5.按照一般技术书籍上的提法,薄螺母用于不承受轴向荷载或轴向荷载较小的场合。钢结构用高强度大六角螺母和高强度螺栓用螺母的高度m与螺纹公称尺寸D之比m/D与2型螺母比较接近。

  对薄螺母和2型螺母的说明,表明了螺母的厚度与承受轴向荷载的能力直接有关。在文献<6>附录A螺栓连接的承载能力一文中也指出,单靠改进紧固方法和提高机械性能等级远不能防止组合件的脱扣,解决这一问题最可行的方法是增加0.8D螺母的高度尺寸。对于厚螺母GB/T561988虽然在一般技术书籍中没对其承载能力进行评价,但应当说,厚螺母的承载能力肯定会高于2型螺母的。

(完)

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