Product display
一颗高强度螺栓就像阿基米德发现的能够撬动地球的杠杆一样,其连接作用可谓“四两拨千斤”。
表面上高强度螺栓产值只占机械行业的百分之几,实质上,它带给关键构件和装备的附加值比想象中要高得多。今天我们从最基本的概念入手,带你重新认识高强度螺栓,可能会颠覆你最基本的认识。
一、什么是高强度螺栓
高强度螺栓英文简称:HSFG,译为:高强度摩擦预紧螺栓。在日常沟通中,仅仅是简略了“摩擦(Friction)”“预紧(Grip)”两个词,却造成了许多工程技术人员对高强度螺栓基本定义的理解,产生了误区。
误区一:材料等级超过8.8级的螺栓,就是“高强度螺栓”?
高强度螺栓和普通螺栓的核心区别并不在于使用材料的强度,而是受力的形式。本质是是否施加预紧力,并利用静摩擦力抗剪。
实际上在英标规范,美标规范中提到的高强度螺栓(HSFG BOLT)只有8.8级和10.9级两种(BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490),而普通螺栓却有包含有4.6,5.6,8.8,10.9,12.9等(BS 3692 11款表2);由此可见,材料强度高低并不是区别高强度螺栓与普通螺栓的关键。
误区二:高强度螺栓的承载能力高于普通螺栓,是为“高强”?
由单个螺栓的计算可知,高强度螺栓抗拉和抗剪的设计强度均低于普通螺栓。其高强实质是:正常工作时,节点不允许发生任何相对滑移,即:弹塑性变形小,节点刚度大。
高强度螺栓之强,并非在于其本身的承载能力设计值,而是表现于其设计节点的刚度大,安全性能高,抗破坏的能力强。
二、高强度螺栓规格
国内常用的高强度螺栓分为 ASTM 及 JIS 规格。通常用的 ASTM 高强度螺栓有 A325 及 A490 两种,具体使用情况如表一所示。
表一 ASTM 高强度螺栓通用情况☟
表二 ASTM高强度螺栓机械性能☟
图一 JIS F10T圆头型扭矩控制高强度螺栓☟
材料强度不同,F系列又分为 F8t、F10t 及 F11t 三种,s系列则分成 s8t 及 s10t 二种,其中 F11t 材质因品质较不易控制,仅部分制造商有制造生产资质,其材料强度如表三所示。
表三 JIS 高强度螺栓材料强度☟
JIS 螺栓直径以 mm 为单位,一般常用的直径规格在 12mm 至 24mm 之间。有过去的热浸镀锌经验可知,高强度螺栓在热浸镀锌前处理酸洗过程中会吸收氢氧,因此会产生延迟破坏现象,延迟破坏就是高强度螺栓紧固一段时间后发生突然断裂现象,这是因为金属结晶内蓄含的氢氧压力过大的结果。
螺栓的外观如图二所示,螺栓在螺栓头会标识其种类,如图三及四所示,以方便使用及施工管理。
图二 螺栓外观及尺寸☟
图三 螺栓外观及尺寸☟
图四 JIS 高强度螺栓之标示☟
螺栓需配合螺帽及垫圈使用,螺栓、螺帽加上垫圈组成螺栓组,表四及表五分别为 ASTM 及 JIS 高强度螺栓组的组合。耐候钢材应该配合耐候型螺栓、螺帽及垫圈使用。
表四 ASTM 高强度螺栓组☟
注:螺帽除A563-B外,其余皆为重型六角形螺栓。
表五 JIS 高强度螺栓组 ☟
普通螺栓可重复使用,高强度螺栓不可重复使用。高强度螺栓多应用在汽车、桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。目前其在安全稳定方面起到了无可替代的作用。