第六章美标钢结构螺栓连接副教材Word文档下载推荐.docx
《第六章美标钢结构螺栓连接副教材Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第六章美标钢结构螺栓连接副教材Word文档下载推荐.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
ASTMF2280
钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副
6.1 ASTMA325-2010《钢结构螺栓连接副热处理抗拉强度120/105ksi》
6.1.1 ASTMA325M-2009《最小抗拉强度830MPa的热处理米制钢结构钢螺栓》
标准规定了2个等级的螺栓:
1型和3型,其抗拉强度均为826MPa,相当于8.8级。
1型—用中碳钢制造;
2型—用低碳马氏体钢制造(已于1991年11月取消);
3型—用耐大气腐蚀钢制造。
A325大六角头螺栓、螺母、垫片的尺寸标准按ASMEB18.2.6-2011年《用于结构应用的紧固件》标准(螺纹长度较普通大六角螺栓要短些),配A194或A563标准的大六角螺母。
A325M米制结构钢螺栓、螺母、垫片的尺寸标准按ASMEB18.2.3.7M《用于结构应用的米制紧固件》标准,配A563M标准的大六角螺母,见表61和表62。
表61 A325/A325M螺栓与螺母性能等级匹配表
A325/A325M螺栓
螺母
表面处理
等级
表面
标准
1型
无涂层
A563/A563M
C、C3、D、DH、DH3/8S
A194
2H
涂层F11363级
DH/10S
涂层F11365级
3型
无镀层
C3、DH3/8S3
表62 A325/A325M螺栓机械性能要求
等 级
规格
抗拉强度MPamin
屈服强度MPamin
硬度
标志
A325(英寸)
1/2~1
827
586
C25~34
A325
11/8~11/2
724
510
C19~30
A325M(米制)
M16~M36
830~1030
600
C23~34
A325M8S
A325钢结构螺栓的机械性能测试应按ASTMF606/606M《外螺纹、内螺纹紧固件、垫圈和铆钉的机械性能的测试方法》标准规定的方法进行。
拉力试验用螺栓实物进行试验,并应满足规定的强度(不低于)826MPa;
其破环的部位应发生在螺栓杆部或螺纹部位,而头下结合处应无任何破坏痕迹。
其中,保证载荷试验不是强制性的。
硬度试验测定的数值应在规定的范围之内。
表面热镀锌可按ASTMF2329《紧固件热镀锌》或达克罗处理按ASTMF1136《紧固件用铬/锌防蚀镀层》执行。
热镀锌螺栓/螺母组件必须进行旋转能力试验。
试验前先在螺母上涂润滑剂,将镀锌螺栓放在轴力扭矩测试仪器中,和相配的垫圈、螺母装配在一起,至少留出3~5牙螺纹,先预加10%载荷的力,然后施加不少于90%的保证载荷的轴力,此时按标准规定的不同长度扭转螺母相应的300°
~420°
,见表63;
在扭转螺母的过程中,螺栓不得转动。
经过以上扭转能力试验后,检查应无破坏迹象。
表63 热镀锌螺栓旋转角度
螺栓长度
螺母旋转角
≤4倍直径
240°
≥4倍直径≤8倍直径
360°
≥8倍直径
420°
破坏定义:
a.旋转螺母到规定的角度时,螺母不能拆下;
b.用肉眼检查,发现螺纹有剪切破环;
c.螺栓扭曲破坏。
如有以上现象之一,均应认为是旋转能力不合格。
钢结构螺栓机械性检验标准见表64。
表64 钢结构螺栓机械性检验标准
项目
检验标准
ASTMF1470
抗拉强度
保证载荷
旋转试验
镀层厚度、重量
表面缺陷
ASTMF788/788M
尺寸
ASMEB18.2.6
螺纹
标志
6.1.2 ASTMA490-2011《钢结构用高强度螺栓连接副》
ASTMA490M-2011《10.9和10.9.3级高强度合金结构钢米制高强度螺栓》
1型和3型,其抗拉强度均为1033MPa。
1型―用合金钢制造;
2型―于2002年已取消;
3型―用耐大气腐蚀的钢制造(材料按ASTMA588/A588M、A242和A709标准选用)。
A490是钢结构大六角头螺栓,需配A194或A563标准的大六角螺母,见表65~表66。
表65 A490/A490M螺栓与螺母性能等级匹配表
A490/A490M螺栓
A563
DH、DH3
A563M
10S
DH3/10S3
表66 A490/A490M
螺栓机械性能
抗拉强度MPa
屈服强度MPa
A490(英寸)
1/2~11/2
1034~1172
586min
C33~38
A490
A490M(米制)
1040~1210
600min
A490M10S
A490钢结构用螺栓的机械性能测试应按ASTM F606M规定的方法进行。
拉力试验用螺栓实物进行试验,并应满足规定的强度在1034~1172MPa之间;
其断裂部位应发生在螺栓杆部或螺纹部位,而头下结合处应无任何破坏痕迹。
同时还应做机加工标样试验,当机加工试验与实物试验有矛盾时,以实物试验为仲载试验。
其中,保证载荷不是强制性的。
A490钢结构用螺栓应进行表面磁粉探伤,以检查表面纵向和横向裂缝。
从一个批量中随机抽取一个样品,进行磁粉探伤试验,检查表面应无任何纵向和横向裂缝。
英制A490钢结构螺栓、螺母、垫圈的尺寸标准见ASMEB18.2.6-2007。
米制A490M钢结构螺栓、螺母、垫圈的尺寸标准见ASMEB18.2.3.7M。
6.1.3 美标扭剪型高强度螺栓
美标扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副有二个标准。
ASTMF1852-2011《钢热处理、控制抗拉强度最小120/105ksi的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副》
ASTMF2280-2011《钢热处理、控制抗拉强度最小150ksi的扭剪型钢结构螺栓、螺母和垫圈连接副》
6.1.3.1 工作原理
扭剪型高强度螺栓连接付是通过其螺栓端部的突出的梅花头,承受旋转螺母时产生的扭矩反力,持续紧固直到梅花头勾槽处断裂,也就是说通过断裂扭矩来控制紧固轴力(见图24)。
因此紧固件轴力的稳定是通过控制机械性能和梅花勾槽的尺寸精度,配套件的表面润滑状态却占有主导的因素,试验的环境温度也是一项不可忽视的问题。
为确保剪切轴力符合标准规定的要求,需具备如下条件:
1、机械性能。
2、作业环境和温度。
3、梅花头勾槽精度。
4、螺栓、垫圈不发生共转。
5、适当的表面润滑处理。
扭剪型螺栓形式尺寸见图25,由于ASTMF1852标准版本不同,梅花齿有12齿和16齿之分。
6.1.3.2 螺栓组件匹配
因扭剪型高强度螺栓连接付具有良好的机械性能,使用方便和装配轴力可靠性高。
组件包括一个轴力控制的有花键端螺栓、相配合螺母(ASTMA1942H)和钢淬硬垫圈(ASTMF436)组成,见表67~表68。
表67 F1852螺栓与螺母性能等级匹配表
F1852螺栓
垫圈
DH、C
F436
(A194)
机械镀锌
DH
DH3、C3
表68 F1852螺栓机械性能
F1852
6.1.3.3 试验和要求
①制造者应根据标准规定的批质量要求,在出运前对单一批和组合批进行检验。
如果供货的单一批不是供货者生产,那么要进行全部检查确保合格。
②批的控制——每一批的制造、加工、材料、炉号,装运,生产者都要作好批的过程记录和批的标识。
③机械性能、化学成份的抽样方案按ASTMF1470标准要求进行,紧固轴力是检查水平C。
④F1852钢结构扭剪型螺栓的机械性能测试应按ASTM F606规定的方法进行。
拉力试验用螺栓实物进行,并应满足规定的强度(不低于)826MPa;
⑤螺栓-螺母组件必须进行轴力试验。
(试验温度为10℃~32℃)
将螺栓组件放在轴力测试仪器中,和相配垫圈、螺母装配在一起,至少留出3~5牙螺纹,先通过扳手施加扭矩所产生的轴力(约10%保证载荷)。
再用电动装配工具锁住梅花键进一步施拧螺母,此时试验的垫圈和螺栓不得转动,持续拧紧直至梅花头与螺栓在沟槽处断裂。
此时产生的扭紧轴力要满足表69要求。
表69 F1852螺栓紧固轴力试验
紧固轴力
磅(kN)
0.5000-13UNC
13000(57.78)
0.6250-11UNC
20000(88.91)
0.750-10UNC
29000(128.91)
0.8750-9UNC
41000(182.20)
1.000-8UNC
54000(240.00)
1.125-7UNC
59000(262.27)
破坏迹象定义为:
a.施加规定的轴力偏低或偏高,花键没有断裂;
c.试验紧固轴力到时螺栓断裂应发生在花键沟槽处,而不是螺纹或其它部位。
6.1.3.4 标志
1型螺栓在头部标志“A325TC”,包括三条相隔120°
的半径线和制造者标志。
3型螺栓在头部标志“A325TC”,并在“A325TC”下加一条横线和制造者标志。
6.1.4 ASTMF2280-2011《钢热处理、控制抗拉强度最小1