起重機械高強度螺栓連接副及其檢驗

曾慶貴

摘 要：高強度螺栓的產生和應用取代了鉚接和焊接在起重機械金屬連接中的應用，并表現出安全系數高、連接剛性好、承載能力大、施工簡單和傳力均勻等優點。在本案，筆者結合工作經驗，淺析起重機械高強度螺栓連接副及其檢驗。

關鍵詞：起重機械；高強度螺栓連接副；安裝；檢驗

高強度螺栓是一種由高強度鋼制造而成或需施加較大預緊力的螺栓，其多用在（超）高壓、鋼軌、橋梁等設備的連接中，目前在起重機械中的應用尤為廣泛。起重機械是一種用作垂直升降或垂直升降并水平移動重物的機電設備，具體為額定起重量不小于0.5噸的升降機，額定起重量不小于1噸且提升高度不小于2m的起重機，層數不小于2層的機械式停車設備，比如門式起重機、橋式起重機等。在本案，筆者所說的高強度螺栓連接副具體由2件墊圈、1件螺母、1件螺栓組合而成。筆者結合實踐經驗，檢驗論述起重機械高強度螺栓連接副及其檢驗。

1 起重機械高強度螺栓連接副的應用

起重機械的金屬結構一般采用連接的方式將基本件拼裝成整機，而在這一連接過程，可選擇鉚接、焊接和螺栓連接3種途徑。與鉚接和焊接相比，螺栓連接具有連接可靠、傳力均勻、質檢方便及連接的塑性、韌性較好等優點，現已在起重機械中得到極其廣泛的應用。文案所述的高強度螺栓具有比同一規格鉚接更高的疲勞強度和靜強度，因此在起重機械中的應用十分廣泛，但在實際安裝中，須用扭矩扳手緊固，并限（定）期校驗扳手的扭矩值。起重機械高強度螺栓連接副的安裝流程為：插入、初擰、終擰、檢驗，注意在此過程，需嚴控如下要點：

（1）高強度螺栓只能用扭矩扳手加以緊固，以保證其預緊力達標；在擰緊高強度螺栓時，應將扭矩施加在螺母上；高強度螺栓安裝用的扭矩扳手在使用前應按規定加以矯正，使之扭矩誤差不超過5%；針對用在校正中的扭矩扳手，其扭矩誤差應不超過3%。

（2）按安裝圖中標注的螺栓規格將螺栓插入螺栓孔，注意在此之前應先挫平孔周的毛刺及在插入時，保證墊片與螺母安裝的位置和方向正確。

①安插好高強度螺栓以后，先后使用普通扳手和氣動（或電動）扳手初擰螺栓，注意初擰扭矩值應為終擰值的50～70%。

②高強度螺栓在初擰的當天應進行終擰，注意針對大六角頭高強度螺栓，應將扭矩施加在螺母上，同時初擰與終擰具有不同的扭矩值及需使用不同的緊固工具，以免因接觸面摩擦系數降低而對節點的承載力產生不利影響。

（3）在終擰結束1～24h之內，采用松扣回扣法檢查扭矩，即：先回擰螺母30°～50°，再將之擰到原位以后測定扭矩，注意該扭矩應不超過檢查扭矩的±10%，具體按如下公式加以計算：，表示擰緊力矩（kN·m）；表示螺栓組連接的扭矩系數（經磷化、皂化處理的螺栓組k值取0.11～0.15，反之則取0.15-0.20）；表示螺栓的公稱直徑（m）；表示螺栓的預拉力（kN）。

2 高強度螺栓連接副的檢驗

一般而言，通過與普通螺栓的安裝孔、標記和幾何尺寸進行比較及與其連接副的墊圈、螺母加以區別，便可實現對起重機械高強度螺栓連接副的有效檢驗。

（1）與普通螺栓通過雙螺母和彈簧墊圈來防松相比，高強度螺栓一般利用較大的預緊力來實現防松和連接，則不宜將彈簧墊圈用在高強度螺栓連接副的安裝中；高強度螺栓的頭部應制出制造廠的凸型標志及螺栓的性能等級，同時應在螺母的頂面制出制造廠的標志及螺母的性能等級；在安裝高強度螺栓時，應從如下幾個方面檢驗安裝孔：孔壁與粗制螺栓螺桿的空隙量保持不變；螺栓直徑比孔徑小2～4mm；桿徑與孔徑的間隙低于0.2～0.3mm；針對摩擦型高強度螺栓，螺栓直徑比安裝孔徑小1.5～2mm，而扭剪型高強度螺栓的直徑比安裝孔徑小1～1.5mm。

（2）在起重機械中，扭剪型高強度螺栓極易從同一性能等級的常用螺栓中區別開來。在實際應用中，六角螺栓的頭部皆制出10.9級和8.8級；按GB/T 3811的規定，針對起重機械上的高強度螺栓連接副，應在六角螺栓的頭部加印“S”標志；用在起重機械上的摩擦型高強度螺栓的直徑取M12-30；針對直徑相同的螺栓尺寸S，用在起重機械上的摩擦型高強度螺栓Smin不小于1.5天；針對直徑相同的螺栓尺寸ds，用在起重機械上的摩擦型高強度螺栓dsmax不小于d。據此，用在起重機械上的摩擦型高強度螺栓一般是（大）六角頭螺栓。

（3）除上述兩點以外，還應按要求檢驗起重機械高強度螺栓的長度及其連接副的施工扭矩，即：利用函數式L<3 結語

起重機械用高強度螺栓連接副的安裝與檢驗質量在很大程度上決定了起重機械的安全運行，因此嚴格按照有關規定規范其安裝流程及檢驗內容尤為重要，從而為我國工業事業的發展提供重要的技術支持。

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