螺紋聯接
關注創建者：Jeremia2h 創建時間：2021-07-08
螺紋聯接的實例教程
與普通螺紋聯接的不同，在每圈螺紋上都有應力，雖然在下端幾圈應力有些大，但是比起普通螺紋聯接，更加接近“等強度”。
下圖是使用相同條件求解出的普通螺紋聯接的應力圖，很明顯應力集中在前幾圈。
查看“等強度”螺紋聯接中螺栓的等效應力，在每圈螺紋上都要一些相同顏色的應力區域。
長期以來，人們應用普通螺紋聯接時主要考慮螺紋副旋合長度和部分長度的螺紋承受載荷，如果要使螺紋副旋合長度內，全部螺紋承受載荷，需要螺紋副的旋和精度非常高，也會使成本驟漲，于此同時無論是多么高精度的螺紋，都不可避免存在螺旋線誤差和牙型角誤差，不可能使全部螺紋承受載荷。所以需要另辟蹊徑，通過結構設計使得螺紋聯接達到“等強度”的效果。
之前有分析過的錐螺紋聯接，螺栓和螺母上都是有錐度的螺紋，應力集中在前兩圈螺紋上。本次的“等強度”螺紋聯接中螺母是具有錐度的螺紋，而螺栓是普通螺紋。螺栓的下端與內錐螺母的下端（小直徑）旋合在一起，在不受力的情況下，螺母的上端（大直徑）和螺栓的上端是不接觸的，并且從下端到上端間隙逐漸增大；受力后，應力先從下端出現，逐漸延伸到上端。
以下是內錐螺母與普通螺母的螺紋聯接區別，左邊是內錐螺母，截取中間部分螺母和螺栓沒有接觸；而右邊是普通螺母，截取中間部分螺母和螺栓有一側的面是接觸的。
螺紋聯接是復雜曲面，直接導入后打開系統默認無法處理會不予以顯示，需要在導入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型，再雙擊Model進入分析模塊。
模型由三個零件組成，螺栓、內錐螺母（錐度1:100）和墊板。
展開 WorkBench中的Bolt Thread可以使用簡單的面接觸對來模擬螺紋聯接，但是僅限于普通螺紋聯接，如果是錐螺紋聯接就必須使用實際的螺紋聯接進行分析。
螺紋聯接是復雜曲面，直接導入后打開系統默認無法處理會不予以顯示，需要在導入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型，再雙擊Model進入分析模塊。
模型由三個零件組成，螺栓、螺母和墊板。剖開模型即可看到螺栓與螺母上的螺紋聯接。
錐度1:16。
材料使用默認的結構鋼（Structural Steel）。
螺母與墊板、螺栓與墊板之間的接觸都是有摩擦接觸，接觸面使用系統默認。
點擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 1/ Contact Region 2> Definiton > Type：Frictional；Friction Coefficient：0.15。
螺紋聯接需要設置接觸面，系統默認的接觸面過于繁雜，有些面并沒有接觸到。在螺紋聯接中，往往只有一側面受力。
根據上圖中的接觸圖選中相應面設置螺紋聯接的接觸。
點擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 3>Scope > Contact 和Target選擇相應的面。
展開 1．螺紋聯接的防松的原因和措施是什么?
答：原因——是螺紋聯接在沖擊，振動和變載的作用下，預緊力可能在某一瞬間消失，聯接有可能松脫，高溫的螺紋聯接，由于溫度變形差異等原因，也可能發生松脫現象，因此在設計時必須考慮防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和開口銷，止動墊片等，其他方法防松，如沖點法防松，粘合法防松。
2．提高螺栓聯接強度的措施
答：（1）降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍：
a，為了減小螺栓剛度，可減螺栓光桿部分直徑或采用空心螺桿，也可增加螺桿長度，
b，被聯接件本身的剛度較大，但被鏈接間的接合面因需要密封而采用軟墊片時將降低其剛度，采用金屬薄墊片或采用O形密封圈作為密封元件，則仍可保持被連接件原來的剛度值。
（2）改善螺紋牙間的載荷分布，
（3）減小應力集中，
（4）避免或減小附加應力。
3．輪齒的失效形式
答：（1）輪齒折斷，一般發生在齒根部分，因為輪齒受力時齒根彎曲應力最大，而且有應力集中，可分為過載折斷和疲勞折斷。
（2）齒面點蝕。
（3）齒面膠合。
（4）齒面磨損。
（5）齒面塑性變形。
展開 1．螺紋聯接的防松的原因和措施是什么?
答：原因——是螺紋聯接在沖擊，振動和變載的作用下，預緊力可能在某一瞬間消失，聯接有可能松脫，高溫的螺紋聯接，由于溫度變形差異等原因，也可能發生松脫現象，因此在設計時必須考慮防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和開口銷，止動墊片等，其他方法防松，如沖點法防松，粘合法防松。
2．提高螺栓聯接強度的措施
答：（1）降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍：
a，為了減小螺栓剛度，可減螺栓光桿部分直徑或采用空心螺桿，也可增加螺桿長度，
b，被聯接件本身的剛度較大，但被鏈接間的接合面因需要密封而采用軟墊片時將降低其剛度，采用金屬薄墊片或采用O形密封圈作為密封元件，則仍可保持被連接件原來的剛度值。
（2）改善螺紋牙間的載荷分布，
（3）減小應力集中，
（4）避免或減小附加應力。
3．輪齒的失效形式
答：（1）輪齒折斷，一般發生在齒根部分，因為輪齒受力時齒根彎曲應力最大，而且有應力集中，可分為過載折斷和疲勞折斷。
（2）齒面點蝕。
（3）齒面膠合。
（4）齒面磨損。
（5）齒面塑性變形。
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螺紋聯接的最新內容
適用于大批量生產標準緊固件和其他螺紋聯接件的外螺紋。滾壓螺紋的外徑一般不超過 25毫米，長度不大于100毫米，螺紋精度可達2級(GB197-63)，所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內螺紋，但對材質較軟的工件可用無槽擠壓絲錐冷擠內螺紋（最大直徑可達30毫米左右），工作原理與攻絲類似。冷擠內螺紋時所需扭距約比攻絲大1倍，加工精度和表面質量比攻絲略高。
適用于大批量生產標準緊固件和其他螺紋聯接件的外螺紋。滾壓螺紋的外徑一般不超過 25毫米，長度不大于100毫米，螺紋精度可達2級(GB197-63)，所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內螺紋，但對材質較軟的工件可用無槽擠壓絲錐冷擠內螺紋（最大直徑可達30毫米左右），工作原理與攻絲類似。冷擠內螺紋時所需扭距約比攻絲大1倍，加工精度和表面質量比攻絲略高。
適用于大批量生產標準緊固件和其他螺紋聯接件的外螺紋。滾壓螺紋的外徑一般不超過 25毫米，長度不大于100毫米，螺紋精度可達2級(GB197-63)，所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內螺紋，但對材質較軟的工件可用無槽擠壓絲錐冷擠內螺紋（最大直徑可達30毫米左右），工作原理與攻絲類似。冷擠內螺紋時所需扭距約比攻絲大1倍，加工精度和表面質量比攻絲略高。
焊接鋼管的聯接方法較多：
有螺紋聯接、法蘭聯接和焊接。法蘭聯接中又分螺紋法蘭聯接和焊接法蘭聯接，焊接方法中又分為氣焊和電弧焊。
常用焊接鋼管的規格范圍：
為公稱直徑6～150mm
無縫鋼管
無縫鋼管，是工業管道中用量最大，品種規格最多的管材。
1．螺紋聯接的防松的原因和措施是什么?
答：原因——是螺紋聯接在沖擊，振動和變載的作用下，預緊力可能在某一瞬間消失，聯接有可能松脫，高溫的螺紋聯接，由于溫度變形差異等原因，也可能發生松脫現象，因此在設計時必須考慮防松。
1．螺紋聯接的防松的原因和措施是什么?
答：原因——是螺紋聯接在沖擊，振動和變載的作用下，預緊力可能在某一瞬間消失，聯接有可能松脫，高溫的螺紋聯接，由于溫度變形差異等原因，也可能發生松脫現象，因此在設計時必須考慮防松。
螺紋密封
螺紋密封在泵上一般有兩種形式，一種是螺紋聯接墊片密封，一種是螺紋加填充劑密封，二者皆用于小直徑螺紋連接的密封場合。螺紋聯接墊片密封的密封件是墊片，而螺紋只起提供壓緊力的作用。密封的效果除了墊片的本身性能外。密封面的粗糙度以及與螺紋孔的相對幾何位置精度對密封效果影響也很大。
將聯接方式由螺紋聯接改為點焊或加防松卡片后，再沒有發生過活塞球冠掉落的現象。
(3) 原設計PROven活塞套的氨水密封彎頭為90°，此處經常堵塞，活塞套冒煙嚴重，現將密封彎頭改為45°后不再堵塞。
(4) 原設計PROven氮氣流量計位置離火源太近，經常燒壞，改變氮氣流量計位置后，沒有發生燒壞現象。
（一）整體斷裂 （二）過大的殘余變形 （三）零件的表面破壞 （四）破壞正常工作條件引起的失效
2、為什么螺紋聯接常需要防松？防松的實質是什么？有哪幾種防松措施？
答：一般螺紋連接能滿足自鎖條件而不會自動松脫，但在受振動或沖擊載荷下，或是溫度變化較大時，連接螺母可能會逐漸松動。
文章主要參考書籍：《螺紋緊固件聯接工程》-酒井智次。
02 校核考慮
擰緊（預緊）狀態
為了讓螺栓起到正常的連接作用，首先需要將螺栓擰緊，使得被連接件緊密相連。
