起重机械高强度螺栓连接副及其检验

曾庆贵

摘 要：高强度螺栓的产生和应用取代了铆接和焊接在起重机械金属连接中的应用，并表现出安全系数高、连接刚性好、承载能力大、施工简单和传力均匀等优点。在本案，笔者结合工作经验，浅析起重机械高强度螺栓连接副及其检验。

关键词：起重机械；高强度螺栓连接副；安装；检验

高强度螺栓是一种由高强度钢制造而成或需施加较大预紧力的螺栓，其多用在（超）高压、钢轨、桥梁等设备的连接中，目前在起重机械中的应用尤为广泛。起重机械是一种用作垂直升降或垂直升降并水平移动重物的机电设备，具体为额定起重量不小于0.5吨的升降机，额定起重量不小于1吨且提升高度不小于2m的起重机，层数不小于2层的机械式停车设备，比如门式起重机、桥式起重机等。在本案，笔者所说的高强度螺栓连接副具体由2件垫圈、1件螺母、1件螺栓组合而成。笔者结合实践经验，检验论述起重机械高强度螺栓连接副及其检验。

1 起重机械高强度螺栓连接副的应用

起重机械的金属结构一般采用连接的方式将基本件拼装成整机，而在这一连接过程，可选择铆接、焊接和螺栓连接3种途径。與铆接和焊接相比，螺栓连接具有连接可靠、传力均匀、质检方便及连接的塑性、韧性较好等优点，现已在起重机械中得到极其广泛的应用。文案所述的高强度螺栓具有比同一规格铆接更高的疲劳强度和静强度，因此在起重机械中的应用十分广泛，但在实际安装中，须用扭矩扳手紧固，并限（定）期校验扳手的扭矩值。起重机械高强度螺栓连接副的安装流程为：插入、初拧、终拧、检验，注意在此过程，需严控如下要点：

（1）高强度螺栓只能用扭矩扳手加以紧固，以保证其预紧力达标；在拧紧高强度螺栓时，应将扭矩施加在螺母上；高强度螺栓安装用的扭矩扳手在使用前应按规定加以矫正，使之扭矩误差不超过5%；针对用在校正中的扭矩扳手，其扭矩误差应不超过3%。

（2）按安装图中标注的螺栓规格将螺栓插入螺栓孔，注意在此之前应先挫平孔周的毛刺及在插入时，保证垫片与螺母安装的位置和方向正确。

①安插好高强度螺栓以后，先后使用普通扳手和气动（或电动）扳手初拧螺栓，注意初拧扭矩值应为终拧值的50～70%。

②高强度螺栓在初拧的当天应进行终拧，注意针对大六角头高强度螺栓，应将扭矩施加在螺母上，同时初拧与终拧具有不同的扭矩值及需使用不同的紧固工具，以免因接触面摩擦系数降低而对节点的承载力产生不利影响。

（3）在终拧结束1～24h之内，采用松扣回扣法检查扭矩，即：先回拧螺母30°～50°，再将之拧到原位以后测定扭矩，注意该扭矩应不超过检查扭矩的±10%，具体按如下公式加以计算：，表示拧紧力矩（kN·m）；表示螺栓组连接的扭矩系数（经磷化、皂化处理的螺栓组k值取0.11～0.15，反之则取0.15-0.20）；表示螺栓的公称直径（m）；表示螺栓的预拉力（kN）。

2 高强度螺栓连接副的检验

一般而言，通过与普通螺栓的安装孔、标记和几何尺寸进行比较及与其连接副的垫圈、螺母加以区别，便可实现对起重机械高强度螺栓连接副的有效检验。

（1）与普通螺栓通过双螺母和弹簧垫圈来防松相比，高强度螺栓一般利用较大的预紧力来实现防松和连接，则不宜将弹簧垫圈用在高强度螺栓连接副的安装中；高强度螺栓的头部应制出制造厂的凸型标志及螺栓的性能等级，同时应在螺母的顶面制出制造厂的标志及螺母的性能等级；在安装高强度螺栓时，应从如下几个方面检验安装孔：孔壁与粗制螺栓螺杆的空隙量保持不变；螺栓直径比孔径小2～4mm；杆径与孔径的间隙低于0.2～0.3mm；针对摩擦型高强度螺栓，螺栓直径比安装孔径小1.5～2mm，而扭剪型高强度螺栓的直径比安装孔径小1～1.5mm。

（2）在起重机械中，扭剪型高强度螺栓极易从同一性能等级的常用螺栓中区别开来。在实际应用中，六角螺栓的头部皆制出10.9级和8.8级；按GB/T 3811的规定，针对起重机械上的高强度螺栓连接副，应在六角螺栓的头部加印“S”标志；用在起重机械上的摩擦型高强度螺栓的直径取M12-30；针对直径相同的螺栓尺寸S，用在起重机械上的摩擦型高强度螺栓Smin不小于1.5天；针对直径相同的螺栓尺寸ds，用在起重机械上的摩擦型高强度螺栓dsmax不小于d。据此，用在起重机械上的摩擦型高强度螺栓一般是（大）六角头螺栓。

（3）除上述两点以外，还应按要求检验起重机械高强度螺栓的长度及其连接副的施工扭矩，即：利用函数式L<3 结语

起重机械用高强度螺栓连接副的安装与检验质量在很大程度上决定了起重机械的安全运行，因此严格按照有关规定规范其安装流程及检验内容尤为重要，从而为我国工业事业的发展提供重要的技术支持。

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