螺紋緊固件的案例
【專業知識】機械設備中最常用的標準件——螺紋緊固件全知識點
螺紋緊固件是各種機械設備中最常用的標準件，螺紋連接也是各種連接緊固方式最常用的形式。它的優點是成本低、連接可靠、結構簡單、裝拆方便。本文主要介紹各種螺紋緊固件的種類、用途、畫法、標記方法等。
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螺紋緊固件的種類
螺紋緊固件種類很多，常用的螺紋緊固件有螺栓、螺柱、螺釘、螺母和墊圈。
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螺紋緊固件的用途
螺栓、螺柱和螺釘都是在圓柱表面上制出螺紋，起到連接其他零件的作用。
（1）螺栓
螺栓一般用于被連接件鉆成通孔的情況。
（2）雙頭螺柱：用于被連接零件之一較厚或不允許鉆成通孔的情況，兩端都有螺紋，旋入被連接零件螺紋孔內的一端稱為旋入端，與螺母連接的另一端稱為緊固端。
（3）螺釘：用于不經常拆卸和受力較小的連接中，按用途可分為連接螺釘和緊定螺釘。
下圖為連接螺釘的用法。
下圖為緊固螺釘的用法。
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螺紋緊固件的標記
螺紋緊固件的標記有完整標記和簡化標記兩種。下圖為一些標記示例。
展開 2021緊固件市場前景和趨勢分析
工業緊固件
分類
工業緊固件可分為螺紋緊固件和非螺紋緊固件兩類。
螺紋緊固件
螺紋緊固件占緊固件市場的主導地位，最常見的螺紋緊固件為螺絲、螺帽及螺栓等。這些產品具有很高的防銹性和耐用性，因此在汽車、MRO（維修維護）、機械、建筑和醫療等行業中的應用日益增加。
緊固件低溫性能淺談
2、高強度緊固件的低溫沖擊韌性，與材料的合金成分有關、與硫磷含量有關、與熱處理工藝更加密切相關（熱處理工藝中加熱、冷卻、回火均很重要）。
3、低溫條件下的韌脆轉變特性實際上不是一個溫度而是一個溫度區間。40Cr、35CrMo材料一般在-30℃左右使用環境下，42CrMo一般在-50℃左右使用環境下使用極限。風電高強度螺栓，一般使用42CrMo類材料，低溫沖擊韌性要求－40℃～－45℃下進行測試；指標要求是平均值大于27J。
4、每一種材料冷脆溫度的轉變曲線是不同的，材料成分合理選擇、熱處理工藝恰當，會改變冷脆轉變曲線，提高產品的低溫沖擊韌性。
5、緊固件等級和材料之間沒有具體的規定，沒有說哪種等級的產品指定何種材料，只是熱處理后要符合相關標準。對于具體的性能及材料在GB/T3098.1上都有規定,但是它并不規定具體的鋼號,在客戶的圖紙上都有規定,如果你沒有那個鋼號可以協商替代,至于有些是有性能沒有材料的,可以按GB/T3098.1上的范圍要求及自己的制造經驗選取,但是必須按標準要求進行熱處理,必要時客戶要經過再回火試驗的,所以不按要求熱處理是不可以的。除有特殊要求的緊固件外，建議設計者規定機械性能等級，不規定材料牌號，尤其是商品緊固件和標準緊固件。可以要求生產廠家申報材料牌號，設計者認可的方法。客戶定義機械性能等級,供應商提供材質證明和性能試驗報告即可!
6、一般人們分析螺栓斷裂總是從強度上分析，強度一般肯定滿足要求，就從疲勞強度上分析。實際上，疲勞強度大得我們無法想象，螺栓在使用過程中根本用不到疲勞強度。螺紋緊固件損壞的真正原因是松動。螺紋緊固件松動后，產生巨大的動能，這種巨大的動能直接作用于緊固件及設備，致使緊固件損壞，緊固件損壞后，設備無法在正常的狀態下工作，進一步導致設備損壞。
受軸向力作用的緊固件，螺紋被破壞，螺栓被拉斷。
展開 【行業知識】’航空緊固件＆航天緊固件的基本知識
從生活到生產，都離不開被稱為“工業之米”的緊固件。
比如小小的一顆螺絲釘，無論是近在掌上的智能手機還是遠到探索太空的航天器，工業社會處處都有它的身影。
當一顆螺絲釘想去太空翱翔，要經歷怎樣的考驗？
從原材料開始千錘百煉，按最高標準千挑萬選，經過重重工序，一顆小小的螺絲釘才有資格上天。
在中國空間站建設、“嫦娥”探月、“天問”探火等重大工程任務中，中國航天科工航天精工為航天器配套了數以百萬計的緊固件，以“百萬無一失”的標準圓滿完成任務，儼然成為中國緊固件領域的“隱形冠軍”。
小產品，大學問
“同樣尺寸的螺絲釘，宇航級產品比民用級產品輕一半。”航天精工科研人員舉起一枚螺絲釘介紹。
仔細端詳，它是鈦合金材質，外部鍍了一層藍紫色的涂層，像美妝達人的漸變色眼影盤一樣光澤多變。
按應用領域分，緊固件產品可分為民品級緊固件、型號裝備級緊固件和宇航級緊固件三大類。
在能“上天”的緊固件中，最常見的是高強度鉚釘，使用量能達到幾十萬件。
“最重要的是火箭點火起飛的那段時間，一定得撐住。”
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【表面處理】緊固件的表面處理一電鍍，一文全懂！
好的電鍍鉻緊固件與不銹鋼同樣昂貴,只是使用不銹鋼強度不夠時,才用鍍鉻緊固件代替,因此在防腐蝕性要求較高的工業領域很少使用。為了防止腐蝕,鍍鉻前應首先鍍銅和鎳。鉻鍍層可以承受650℃的高溫,但與電鍍鋅一樣存在氫脆問題。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
三、電鍍標準及質量檢驗:
緊固件表面處理國家標準GB/T5267.1-2002螺紋緊固件電鍍層標準,該標準包括:GB/T5267.1-2002緊固件電鍍層,GB/T5267.2-2002緊固件非電解鋅片涂層兩個標準。本標準等同采用國際標準ISO4042-1999螺紋緊固件電鍍層標準。
緊固件的表面處理,主要目的是使緊固件提高防腐蝕能力,以增加緊固件使用的可靠性和適應性,主要衡量標準是耐腐蝕性,其次是外觀。
緊固件電鍍層的質量主要從以下幾個方面來判斷:
1、外觀檢查
緊固件表面應光滑、光澤度好無漏鍍層面,不得有臟污、孔隙、針孔、剝離、燒焦鍍層、灰暗、起皮、結皮狀況和明顯條紋以及麻點、黑色鍍渣、鈍化膜疏松、龜裂、脫落和嚴重的鈍化痕跡。
2、鍍層厚度
緊固件的鍍層厚度直接關系到它在大氣中的耐腐蝕強度,但是過于厚的話在安裝過程中反而會產生螺紋干涉,建議一般鍍層厚度為4~12um。
熱浸鍍鋅標準的平均厚度為54 um(稱呼徑≤3/8為43 um),最小厚度為43 um(稱呼徑≤3/8為37 um)。
3、鍍層分布
采用不同的沉積方法,鍍層在緊固件表面上的聚集方式也不同。電鍍時鍍層金屬并不是均勻地沉積在外周邊緣上,轉角處獲得較厚鍍層。在緊固件的螺紋部分,最厚的鍍層位于螺紋牙頂,沿著螺紋側面漸漸變薄,在牙底處沉積最薄。
展開 螺栓松動斷裂分析
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螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強度
螺紋緊固件在橫向振松實驗中只需一百次即可松動，而在疲勞強度實驗中需反復振動一百萬次。換句話說，螺紋緊固件在使用其疲勞強度的萬分之一時即松動了，我們只使用了它大能力的萬分之一，所以說螺紋緊固件的松動也不是因為螺栓疲勞強度。
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螺紋緊固件損壞的真正原因是松動
螺紋緊固件松動后，產生巨大的動能mv2，這種巨大的動能直接作用于緊固件及設備，致使緊固件損壞，緊固件損壞后，設備無法在正常的狀態下工作，進一步導致設備損壞。
受軸向力作用的緊固件，螺紋被破壞，螺栓被拉斷。
受徑向力作用的緊固件，螺栓被剪斷，螺栓孔被打成橢圓。
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選用防松效果優異的螺紋防松方式是解決問題的根本所在
以液壓錘為例。GT80液壓錘的重量是1.663噸，其側板螺栓為7套10.9級M42螺栓，每根螺栓的抗拉力為110噸，預緊力取抗拉力一半計算，預緊力高達三、四百噸。但是螺栓一樣會斷，現在準備改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解決不了。
螺栓斷裂，人們最容易得出的結論是強度不夠，因而大都采用加大螺栓直徑強度等級的辦法。這種辦法可以增加螺栓的預緊力，其摩擦力也得到了增加，當然防松效果也可以得到改善，但這種辦法其實是一種非專業的辦法，它的投入太大，收益太小。
展開 雙頭螺栓作用是什么？為什么選雙頭螺栓？
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防松目的
實際工作中，外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯接松動，如經反復作用，螺紋聯接就會松弛而失效。因此，必須進行防松，否則會影響正常工作，造成事故。
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表面處理
雙頭螺栓一般都需要經過表面處理，螺栓表面處理的種類很多，一般常用的有電鍍、發黑、氧化、磷化、非電解鋅片涂層處理等。但是，電鍍緊固件在緊固件的實際使用中占有很大的比例。尤其在汽車、拖拉機、家電、儀器儀表、航天航空、通訊等行業和領域中使用更為廣泛。
然而，對于螺紋緊固件來說，使用中不僅要求具有一定的防腐能力，而且，還必須保證螺紋的互換性，在這里也可稱之為旋合性。為了同時滿足螺紋緊固件在使用中要求的"防腐"和"互換"雙重使用性能，制定專門的電鍍層標準是非常必要的。
GB/T5267.1-2002[螺紋緊固件 電鍍層]標準是國家標準"緊固件表面處理"系列標準之一，該標準包括：GB/T5267.1-2002 [緊固件 電鍍層]；GB/T5267.2-2002 [緊固件 非電解鋅片涂層] 兩標準。本標準等同采用國際標準ISO4042；1999 [螺紋緊固件電鍍層]。本標準代替GB/T5267-1985 [螺紋緊固件電鍍層]標準。
展開 CAE工程分析 | 螺紋連接：工程校核考慮
現在假設螺栓連接在切向受到大小為Q的軸向載荷（未發生滑移），根據之前的文章，被連接件表面由于夾緊力的作用會產生摩擦阻力，如圖所示：
剪切載荷小于被連接件之間的摩擦系數時，被連接件不會發生相對滑移，螺栓的軸向預緊力也不會受到太大影響，因此螺栓主要受到的載荷為：
①螺栓軸力F
②衰減的螺紋扭矩載荷T‘=k*T
按照《螺紋緊固件聯接工程》，對于承受切向循環載荷的螺栓需要滿足：
被連接件摩擦力＞橫向剪切力（不發生滑移）
當被連接件不發生相對滑移時，反復橫向剪切作用下，螺栓的旋轉松動也不會發生，因此
一般會根據該準則來選擇最小的軸向預緊力載荷。
展開 2023天津緊固件展|2023天津工博會-緊固件展
【展示范圍】
■緊固件用模具及耗品：生產用模具、油品、表面處理、化學制劑、輔助配件
■緊固件設備及技術：成型機、打頭機、搓牙機、滾牙機、組合機、熱處理、拉絲機、檢測設備、測量儀器、清洗設備、車床和車削設備等
■緊固件材料：線材、盤元、帶鋼、沖壓用板材、不銹鋼、銅材及特殊合金鋼材、材料加工處理
■緊固件產品：各種材質螺栓、螺釘、螺帽、墊圈、牙條、銷、擋圈、鉚接類、膨脹類、錨固系統、DIY產品、非標準件、精密車床五金件、創新型緊固件及發明、螺紋護套/螺紋修復、緊固件電商等
■沖壓件和車床件：金屬沖壓件、車床車削產品及加工設備
■緊固件技術及服務：緊固件檢測技術、專利、授權服務、軟件服務等
■行業專用緊固件：電子電器、汽車、摩托車、建筑、風電、鐵路、自行車、化工、核工業、家具、航空、太陽能用緊固件等
■裝配、安裝及維修：扳手、螺絲刀、電動工具、氣動工具、焊接儀器、緊固件維修
【參展費用】
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2023第19屆天津國際緊固件展覽會組委會
上海梵翡會展有限公司
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展開 【專業知識】緊固件的表面處理：鍍鋅、磷化、發黑、鍍鉻該選哪一個？
幾乎所有商業緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成，而且一般都防腐蝕的要求，因此，表面處理的鍍層必須附著牢固，不能在安裝和卸下的過程中脫落。另一方面，對螺紋緊固件而言，鍍層還要求足夠薄，使得鍍后螺紋仍能旋合。一般鍍層的溫度限制比緊固件材料要低，因此還需考慮緊固件所處的工作溫度要求。
表面處理的主要目的是美觀和防腐。由于緊固件的主要功能是緊固零部件，而且表面處理對其緊固性能也有很大的影響。因此，在選擇表面處理工藝時，要考慮緊固件的扭矩及預緊力一致性等因素。
一名高水平的設計者，不僅要考慮結構設計和制造工藝，還要注意到裝配的工藝性，甚至環保及經濟性的要求。下面根據上述因素簡要介紹一些緊固件常用的鍍層，以供緊固件從業人員參考。
電鍍鋅
電鍍鋅是商業緊固件最常用的鍍層。它比較便宜，外觀也較好看，可以有黑色、軍綠色。然而，它的防腐性能一般，其防腐性能是鋅鍍（涂）層中最低的。一般電鍍鋅中性鹽霧試驗在72小時之內，也有采用特殊封閉劑，使得中性鹽霧試驗達200小時以上，但價格貴，是一般鍍鋅的5~8倍。
電鍍鋅加工過程易產生氫脆，所以10.9級以上的螺栓一般不采用鍍鋅的處理.雖然鍍后可以用烘箱去氫，但因鈍化膜在60℃以上時將遭破壞，因此去氫必須在電鍍后鈍化前進行。
展開 設計仿真 | 基于Marc非線性摩擦模型Hashiguchi評估螺栓松動的方法
螺栓松動背景和機理
螺紋緊固件由于其拆卸和維護非常容易且成本低的原因被廣泛應用于機械結構中，通過使用帶有螺紋緊固件（螺栓桿）的螺栓進行預緊固，將零件或組件（如發動機支架、飛機面板等）連接在一起。
螺栓的剪切強度和預緊力產生的（壓縮）法向接觸力和摩擦力限制了螺栓連接件之間的相對運動。但由于機械振動、溫度載荷或制動和加速等時間變化載荷的作用，通過螺栓連接的組件通常會受到周期性載荷的影響。當這些外部力沿螺栓軸線的垂直方向作用時，由于螺栓預緊力和摩擦力的減小，螺栓可能會因自松動而旋轉。
Hashiguchi非線性摩擦模型介紹
Marc 2024.1引入了由Hashiguchi教授提出的一種新的非線性摩擦模型。使通過用該模型，用戶可以模擬不同類型的非線性摩擦行為。如下圖所示，與傳統的雙線性摩擦模型相比，該摩擦模型可以模擬漸進的非線性滑移行為和從靜摩擦到較低動態摩擦的平穩過渡。此外，該模型還可以模擬物體在由靜態轉變為動態條件下的摩擦恢復效應。
圖1：Hashiguchi摩擦模型參數詳解圖
新模型由5個材料參數和2個附加參數定義，5個材料參數分別是：動靜摩擦系數、摩擦衰減系數、摩擦恢復系數、滑動平滑系數；2個附加參數分別是：最小滑移率，摩擦應力閾值。這些參數使模型能夠涵蓋從雙線性到完全非線性的廣泛摩擦特性，并能夠從彈性（可逆）滑移平滑過渡到塑性（永久）滑移。尤其試用于螺栓自松仿真分析。
圖2：Hashiguchi摩擦模型參數定義
螺栓松動計算案例
Junker試驗通常用于研究橫向振動載荷下螺栓接頭的自松現象。螺栓自松動仿真分析使用M10鋼制螺栓和螺母組件，將上安裝板推到螺栓頭上。
展開 
標準緊固件件淺談
標準件知識
一、目前市場上標準件主要有碳鋼、不銹鋼、銅三種材料。
（一）碳鋼。我們以碳鋼料中碳的含量區分低碳鋼，中碳鋼和高碳鋼以及合金鋼。
1、低碳鋼C%≤0.25% 國內通常稱為A3鋼。國外基本稱為1008，1015，1018，1022等。主要用于4.8級螺栓及4級螺母、小螺絲等無硬度要求的產品。（注：鉆尾釘主要用1022材料。）
2、中碳鋼0.25%<C%< SPAN>≤0.45% 國內通常稱為35號、45號鋼，國外基本稱為1035，CH38F，1039，40ACR等。主要用于8級螺母、8.8級螺栓及8.8級內六角產品。
3、高碳鋼C%>0.45%。目前市場上基本沒使用
4、合金鋼：在普碳鋼中加入合金元素，增加鋼材的一些特殊性能：如35、40鉻鉬、芳生螺絲主要使用SCM435鉻鉬合金鋼，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。二不銹鋼。性能等級：45，50，60，70，80主要分奧氏體（18%Cr、8%Ni）耐熱性好，耐腐蝕性好，可焊性好。A1，A2，A4馬氏體、13%Cr耐腐蝕性較差，強度高，耐磨性好。C1，C2，C4鐵素體不銹鋼。18%Cr鐓鍛性較好 ，耐腐蝕性強于馬氏體。目前市場上進口材料主要是日本產品。按級別主要分SUS302、SUS304、SUS316。
二、碳鋼產品所使用的盤元：
序號種類可選用的材質4.8級六角螺栓6.8級六角螺栓8.8級六角螺栓8.8級內六角螺栓 10.9級六角螺栓 8級螺帽10級螺帽12級螺帽馬車螺絲六角緣凸螺栓六角木螺絲自攻釘、墻板釘鉆尾釘、夾板釘機螺釘 家俱螺絲三、材料中各類元素對鋼的性質的影響：
1 、碳（C）：提高鋼件強度，尤其是其熱處理性能，但隨著含碳量的增加，塑性和韌性下降，并會影響到鋼件的冷鐓性能及焊接性能。
展開 這12種螺栓防松方法，有的你可能真的不知道。。。
同時彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面，從而防止螺栓相對于被連接件回轉。
10.熱融緊固技術
熱融緊固技術，不需要預開孔，在封閉型材下可以直接攻絲實現連接，在汽車行業上使用的很多。
這種熱融緊固技術是一種通過設備中心擰緊軸將電機的高速旋轉傳導至待連接板料摩擦生熱產生塑性形變后，自攻絲并螺接的冷成型工藝。
熱融緊固連接工藝步驟與過程包括六個階段：旋轉（加熱）→穿透→通孔→攻螺紋→擰螺紋→緊固。
視頻資料，建議WiFi觀看
11.變色螺栓
智能變色螺栓，確切的說這是一種名叫Smartbolt的感應螺栓，感應螺栓的螺栓頭有一個感應盤，你擰的越緊它的顏色越深。
當力度達到百分之九十時由黃色變為綠色，達到百分之百之后就是黑色的了。
12.預緊
高強度螺栓連接一般是不需要額外施加防松措施的，因為高強度螺栓一般都要求施加一個比較大的預緊力，這么大的預緊力使螺母與被連接件之間產生強大的壓力，這種壓力會產生阻止螺母轉動的摩擦扭矩，因此螺母不會松脫。
下面分享一個螺栓緊固原理詳解：
視頻資料，建議WiFi觀看
以上12種螺栓的經典防松設計，不知道大家有沒有學會。當然，在掌握了螺栓的防松設計之后，也要考慮手動裝夾螺栓時的緊固方式及擰緊中的扭矩分配。
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展開 緊固件專業知識大全，值得收藏
緊固件作為常用零件，金粉們應該都不陌生，今天我們從緊固件的分類，螺紋的識別和檢驗，螺栓、螺釘和螺柱的材料要求、熱處理要求和機械性能要求，鋼結構螺栓的種類與構造四個方面來介紹，干貨滿滿，值得收藏。
一、緊固件的分類
1、什么是緊固件？
緊固件是將兩個或兩個以上的零件（或構件）緊固連接成為一個整體時所采用的一類機械零件的總稱。市場上也稱為標準件。
2、它通常包括以下12類零件：
螺栓、螺柱、螺釘、螺母、自攻螺釘、木螺釘、墊 圈、擋圈、銷、鉚釘、組合件和連接副、焊釘。
（1）螺栓：由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。
如下圖：
（2）螺柱：沒有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時，它的一端必須旋入帶有內螺紋孔的零件中，另一端穿過帶有通孔的零件中，然后旋上螺母， 即使這兩個零件緊固連接成一整體。這種連接形式稱為螺柱連接，也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結構緊湊，或因拆卸頻繁，不宜采用螺栓連接的場合。
如下圖：
（3）螺釘：也是由頭部和螺桿兩部分構成的一類緊固件，按用途可以分為三類：鋼結構螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。
展開 【專業知識】緊固件相關知識大匯總，掃盲專用
緊固件作為常用零件，金粉們應該都不陌生，今天機械知網從緊固件的分類，螺紋的識別和檢驗，螺栓、螺釘和螺柱的材料要求、熱處理要求和機械性能要求，鋼結構螺栓的種類與構造四個方面來介紹，干貨滿滿，值得收藏。
一、緊固件的分類
1、什么是緊固件？
緊固件是將兩個或兩個以上的零件（或構件）緊固連接成為一個整體時所采用的一類機械零件的總稱。市場上也稱為標準件。
2、它通常包括以下12類零件：
螺栓、螺柱、螺釘、螺母、自攻螺釘、木螺釘、墊 圈、擋圈、銷、鉚釘、組合件和連接副、焊釘。
（1）螺栓：由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，又可以使這兩個零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。
如下圖：
（2）螺柱：沒有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時，它的一端必須旋入帶有內螺紋孔的零件中，另一端穿過帶有通孔的零件中，然后旋上螺母， 即使這兩個零件緊固連接成一整體。這種連接形式稱為螺柱連接，也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結構緊湊，或因拆卸頻繁，不宜采用螺栓連接的場合。
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