鍛鋼截止閥閥門螺栓連接用螺栓選擇方法原則

【上海制發(fā)閥門訊】

    小口徑鍛鋼閥門的閥體與閥蓋通常采用螺紋連接。通過緊固螺紋連接同屬承壓部件的閥體與閥蓋，多選用60度三角螺紋即普通螺紋。我國的普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如何選擇合適的螺距，是設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問題。在此處討論鍛鋼閥門連接螺栓的選擇方法供大家參考。

        

    以鍛鋼截止閥與閥蓋采用螺紋連接形式為例，結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低，連接由閥體、閥蓋和墊片組成。設(shè)計(jì)必須保證閥門在工作溫度和工作壓力下有足夠的強(qiáng)度和密封性。連接的密封性由擰緊閥體和閥蓋的螺紋保證。計(jì)算時(shí)應(yīng)確保閥門承受工作壓力和工作溫度時(shí)，按作用力求得的各項(xiàng)應(yīng)力值不大于規(guī)定的材料許用應(yīng)力。連接螺紋一般選用60度三角粗牙螺紋。考慮工藝的可能性及經(jīng)濟(jì)性，螺紋加工精度等級選擇6級。

        

    普通螺紋基本牙型的內(nèi)螺紋大徑D 、內(nèi)螺紋中徑D2 、內(nèi)螺紋小徑D1、外螺紋大徑d、外螺紋中徑d2 、外螺紋小徑di、螺距P和原始三角形高度H做了規(guī)定。螺紋的強(qiáng)度計(jì)算與分析，均依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對基本牙型的規(guī)定。

        

    根據(jù)計(jì)算應(yīng)力數(shù)值分析，當(dāng)螺紋公稱直徑、軸向外載荷和旋合長度恒定時(shí)，螺紋的各項(xiàng)應(yīng)力數(shù)值隨螺距的增大而提高。據(jù)此可認(rèn)為，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)選用小螺距螺紋要比大螺距螺紋更安全。實(shí)踐中，由于采用小螺距（如1.5mm）螺紋連接閥體和閥蓋，曾發(fā)生多起因強(qiáng)度不足而引發(fā)事故，表明計(jì)算得出的應(yīng)力值趨向與實(shí)際使用結(jié)果不相符合。

    普通螺紋的公差，適用于一般用途機(jī)械緊固螺紋連接。閥門設(shè)計(jì)通常選用內(nèi)螺紋公差帶位置為日，外螺紋公差帶位置為g，螺紋精度6級。按6級精度螺紋極限偏差計(jì)算頂徑公差對基本牙型高度的影響及頂徑誤差對螺紋連接擠壓應(yīng)力的影響。

        

    標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定內(nèi)螺紋的小徑公差和外螺紋的大徑公差就是為了保證內(nèi)、外螺紋配合后有足夠的接觸高度，它與螺紋的強(qiáng)度密切相關(guān)。接觸高度與內(nèi)、外螺紋的基本牙型高度及其公差有關(guān)。接觸高度減小則螺紋接觸壓應(yīng)力增大。計(jì)算數(shù)值表明隨螺距P的增大，加工誤差對螺紋連接強(qiáng)度的影響遞減，即選擇大螺距會增強(qiáng)螺紋連接強(qiáng)度的可靠性。

        

    采用普通結(jié)構(gòu)的螺栓和螺母時(shí)，軸向載荷在旋合螺紋各圈間的分布是不均勻的，從螺母支撐面算起，第一圈受載最大，以后各國載荷急劇減小。理論分析和實(shí)驗(yàn)證明，第8～10圈以后的螺紋，幾乎不受載荷，所以采用圈數(shù)過多的厚螺母，并不能提高連接強(qiáng)度。閥體與閥蓋螺紋連接結(jié)構(gòu)中，閥體相當(dāng)于螺母，閥蓋相當(dāng)于螺栓。螺紋牙間的載荷分布當(dāng)旋合長度確定后，如選擇小螺距則連接螺紋圈數(shù)過多，對提高連接的強(qiáng)度沒有作用。

        

    用于間體與閥蓋連接的螺紋一般采用車削加工，選擇時(shí)必須考慮其加工誤差對連接強(qiáng)度的影響。在靜載荷條件下細(xì)牙螺紋的自鎖性比粗牙螺紋可靠。但在震動條件下，螺紋連接不論其螺距大小，均應(yīng)考慮防松措施。薄壁容器為減小螺紋對承壓件壁厚的影響，適宜選用小螺距。容器壁厚允許的條件下適宜選用標(biāo)準(zhǔn)中列出的較大螺距。旋合長度一定的條件下，應(yīng)選擇較大螺距，使螺紋圈數(shù)不超過10圈。

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