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「660螺栓」螺栓连接有什么优劣?

文字:[大][中][小] 2019-5-7    浏览次数:695    
螺栓连接有什么优劣?
  相比铆钉和焊接,螺栓连接在现场施工环境下受控程度就高得多了,没有加热过程,不存在不受控热处理的问题。构件和螺栓都是工厂环境生产,产品一致性相当好,现场只要拧就可以了。
  承压型连接和铆钉类似但是螺栓强度和品质稳定性好于铆钉。摩擦型连接则不太一样,现场施工还有一个有点棘手的问题——摩擦力控制。摩擦力受接触面压力和表面粗糙度影响,但是现在剪扭螺栓、力矩扳手和表面处理工艺已经可以解决这个问题。
  剪扭螺栓一端是类似铆钉的圆头,没有棱角,拧螺栓是通过另一端的花键(或称梅花头),花键和螺栓之间有一个收缩的细颈,当构件和螺栓之间摩擦力产生的力矩达到颈部的抗扭极限,花键就被扭掉了。力矩扳手可以调节最大输出力矩,达到之后就会打滑,用来拧大六角螺栓可以达到和剪扭螺栓类似的效果。
  不会因为今天老王感冒了拧不上劲,也不会因为老王今天晚上要去隔壁太兴奋拧过头(螺栓拧太紧会坏)。表面处理可以在工厂内进行,喷砂之后现场打磨或者喷砂之后涂防锈漆就可以了,这样处理之后摩擦系数还是相当稳定。
  使用摩擦型连接,构件之间传力是通过摩擦力,所以连接性能基本等同于构件本身,这是最符合设计理念的,强度刚度、疲劳性能都有保障。
  用莱因哈特的大锤把剪力销子打进孔里,把孔硬对上了,结果两个构件又不贴合了,螺栓拧不紧了。现场打孔校正的话又可能削弱构件过多,有时要补焊或者做钢套补孔,这很费事。
  很多时候不能构件之间直连需要连接板,还有别忘掉剪扭螺栓那个被拧掉的花键,这些都计算进去会大大增加材料用量,螺栓按重量计可比普通Q345\Q235贵,所以用螺栓连接价格感人。
  焊接就没有这样的烦恼,位置相差不要太多都可以直接焊上。焊接还有一点就是速度快,同时焊枪不仅可以连接还可以切割,施工有错误可以迅速修正。
  焊接大部分时候都可以构件之间直连不需要额外的连接板,材料也比较省。同时对于电弧焊可焊好的钢材一般强度不是非常高,焊缝强度可以做到高于母材,加之焊接区域满布整个构件,留下了足够多安全余量,可靠性有足够保证。
  所以在现场安装时候焊接是非常常见的,因为真的很方便。
  其实各种方法不能适用的时候都是在于不能在【特定环境下用足够低的成本得到需要的稳定质量】,现场焊接质量不稳定的原因在于外部环境不可控,人为操作不可可靠,
  所以如果把焊接挪到工厂环境就大大不一样,自动化的焊机,封闭的厂房,焊完之后还有矫直、打磨、热处理等工序帮助调节焊接变形,减小残余应力,有大型的探伤设备帮助检测焊缝质量可以进行修补。
  因此在工厂环境下生产一些非标构件最好的办仍然是焊接。而铆钉同样的可以利用一些更好的技术得到提升,比如加热过程,早先是炭炉,现在出现了电炉,利用涡流加热的原理快速加热铆钉。
  铆钉由于加热后再降温,会对板件有相当大的压力,可以压紧板件,而且由于铆钉本身韧性比较好,对于承受动力荷载的结构有时还会采用,修补一些老钢桥也仍然需要继续使用铆钉
  因为土木粗大笨的特点,这种热铆钉在土木领域确实式微,但是连接一些轻灵的蒙皮、薄板时候,冷铆钉(比如最常见的拉铆钉)比螺栓轻省料,加之薄板不易焊接,又能适用于不同类型材料的连接,而且连接需要的强度不大,还是挺合适的。
  土木领域一般用于连接一些薄壁型钢、压型钢板,都是很薄的构件,大家最常见的就是施工工地的临时围挡。
  所以,用什么方式连接,得考虑:
  1、对力学性能的要求;
  2、施工的条件;
  3、允许的钱。
  每种连接方式都有自己适用的范围。
  对于航空航天这样的领域铆钉还是有很多用途,不过那不是我的专业,等其他航空航天的朋友来讲更多。
  我从造船角度总结一下:
  铆接(riveted)在二战之前的船舶建造上普遍应用,现在已经过时了。 尽管在船舶业淘汰,现代飞机制造依然在使用铆接,但是现代飞机的铆接与二战前的船舶铆接有很大区别。由于需要减轻空重,飞机材料大部分采用的是铝(aluminum)和复合材料(composites)。铝不容易焊接,而复合材料不能焊接。考虑飞机也必须得防水,铆接是飞机建造的最佳选择。
  螺栓连接(bolted)大多只用于陆地建筑(楼房、桥梁、起重机、船舶/海洋平台甲板上安装的设施)。螺栓连接的结构容易拆,但是不防渗水,螺栓本身也容易生锈(水可以堆积在螺栓的槽里)。
  焊接(welded)基本上是当今船舶业唯一使用的部件连接方法(完全替代了铆接riveted),同时也用于陆地建筑。相比螺栓连接,焊接的优点是不渗水。相比铆接,焊接的优点是速度快,当代的焊接技术质量也更加可靠。缺点是不易拆,拆除时必须炸掉或者切掉,损坏原材料的重用性。
  铆接为什么被船舶业淘汰呢?除了建造速度慢以外,二战前的铆接(riveted)船体结构可以比喻成一块苏打饼干,而以现代焊接(welded)技术建造的新泰坦尼克号可以被比喻成一块橡皮泥。
  任何大型金属结构的要害实际上是位于部件的连接点!无论是船、飞机、车辆还是火箭都是如此。两张连接起来的板子不可能强于一张一次性合成的板子。
  关于焊接:保守为上,你不能完全相信工厂里的焊接结果。即使焊接材料比母材料强,交界线上的母材料在焊接后依然会弱化。切记!
  我们对一个带吊车的厂房的要求有如下几点:
  1、厂房自身满足可靠性要求,即安全性、舒适性、耐久性。
  2、吊车是动力设备,所以需要满足吊车的动力荷载需求。
  3、厂房在厂区搬离后是否需要拆除,材料可重复利用的空间又有多少。
  首先,从门钢的钢柱和基础连接说起。柱脚分刚接和铰接,对于动力设备,我们倾向于做成刚接,因为吊车的动荷载,尤其是水平的刹车荷载很容易造成整体失稳。
  那柱脚处我们可以采用焊接或螺栓连接的方式,可是,焊接在此处操作性不高。因为柱脚和柱下基础连接,如果是满焊,很容易造成焊缝不饱满等问题,并且很难保证在焊接过程中柱子的稳定性。
  你撅着屁股一边看着手里的焊条,一边看着上面晃晃悠悠要倒的柱子害怕不,你说!
  其次,再说梁柱节点,这个就无所谓了,只要是做成刚接,螺栓和焊接均可,但是焊缝容易生锈,而做钢结构的厂家得靠谱,螺栓孔要是有点偏差,分分钟哭死你。
  再次,抗风柱这种必须搞成铰接的,就别犹豫了,拿着螺栓咣咣一顿,拧上多痛快。

  最后,牛腿这种长得难看,看着头疼的,焊一焊多好,为啥?用螺栓分分钟拧死你。。再看看,敲黑板了!有那么大地方拧那么多螺栓嘛!

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