理论教育 特殊环境中的螺纹连接优化方案

特殊环境中的螺纹连接优化方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在露天和水接触的机器中,螺纹连接处最易生锈,特别是内六角螺钉的沉孔中和螺纹连接部分,容易生锈。在螺纹连接中,安装由双金属制造的温度补偿件,在连接件的一侧,具有环形支承面,其内径大于螺母最大支承面的直径。图2-98:摩擦型高强度螺栓连接。拧紧高强度螺栓连接时,被连接件之间产生压力,借助连接件之间的摩擦力传递垂直于螺栓轴心线方向的剪力。高强度螺栓最先使用摩擦型连接,之后派生承压和承拉连接。

特殊环境中的螺纹连接优化方案

(1)防漏

图2-80:避免拧紧时损坏密封圈。在设计密封容器时,要保证密封圈不会损坏,防止泄漏。a)拧紧时,盖在密封圈上旋转会损坏密封圈,造成泄漏;b)用螺钉拧紧盖,不会损坏密封圈,不会泄漏;c)用螺柱和螺母压紧盖,不会损坏密封圈,不会泄漏。

图2-81:避免将箱体孔钻通。在设计有溅油润滑的箱体时,避免将用于安装盖的螺纹孔钻通,防止泄漏。a)在钻孔处箱体壁太薄,容易钻穿;b)将钻孔处箱体壁加厚,以免钻穿。

978-7-111-28907-4-Chapter02-80.jpg

图2-80

图2-82:水平安装管道的法兰盘,螺纹孔(或螺栓孔)不要布置在正下方,以免螺钉(或螺栓)受到泄漏水的腐蚀。a)正下方的螺钉(或螺栓)容易受到泄漏水的腐蚀;b)正下方没有布置螺纹孔(或螺栓孔),是正确的。

978-7-111-28907-4-Chapter02-81.jpg

图2-81

978-7-111-28907-4-Chapter02-82.jpg

图2-82

图2-83:避免液体聚集在箱体的接合处,防止渗漏。a)和c)液体容易聚集在箱体的接合处;b)和d)液体不容易聚集在箱体的接合处。

978-7-111-28907-4-Chapter02-83.jpg

图2-83

图2-84:压紧螺母不要直接与填料接触,以免破坏填料,造成泄漏。a)压紧螺母直接填料接触,拧紧时会破坏填料,造成泄漏;b)压紧螺母与填料之间加一垫圈,压紧螺母不接触填料,拧紧时不会破坏填料,不会泄漏。

图2-85:采用套筒保护填料密封,螺母不直接接触填料。a)填料在螺母与箱体之间,拧紧螺母时容易损坏填料,且液体会从螺纹缝隙渗漏;b)采用盖形螺母,液体不会从螺纹缝隙渗漏,但拧紧盖形螺母时容易损坏填料;c)采用套筒保护填料密封,螺母不直接接触填料,不会损坏填料。

图2-86:用不通螺纹孔,保证不泄漏:a)液体会从螺纹缝隙渗漏;b)拧紧螺母时容易损坏填料,可能泄漏;c)不通螺纹孔,保证不泄漏。

图2-87:螺纹孔不要布置在焊缝连接面上。a)螺纹孔布置在焊缝连接面上,液体会浸入连接面从螺纹孔泄漏;b)螺纹孔不在焊缝连接面上,液体不会泄漏。

图2-88:截取多个截面判断是否有通孔。在设计时,要从多个视图看是否有通孔,避免泄漏。

(2)绝缘、防腐蚀

图2-89:用中间塑料插件连接两种不同金属零件。在防腐蚀结构的设计中,为避免电偶腐蚀,同一结构尽可能用同一金属材料或电位较近的材料(两种材料的电位差小于25mV)。不同材料连接时,要用绝缘材料将二者完全隔离。该图为用中间塑料插件将铝制零件与钢制零件隔离。

图2-90:带绝缘套管的铝管线。绝缘套管使铝管线与钢螺栓、钢架隔离。

978-7-111-28907-4-Chapter02-84.jpg

图2-84

978-7-111-28907-4-Chapter02-85.jpg

图2-85

978-7-111-28907-4-Chapter02-86.jpg

图2-86

978-7-111-28907-4-Chapter02-87.jpg

图2-87

978-7-111-28907-4-Chapter02-88.jpg

图2-88

978-7-111-28907-4-Chapter02-89.jpg

图2-89

978-7-111-28907-4-Chapter02-90.jpg

图2-90

图2-91:液流方向对接触腐蚀的影响。液体流过铝和钢两种不同金属材料的管道时,为避免电偶腐蚀,要用绝缘材料将铝和钢隔离。

图2-92:采用绝缘避免接触腐蚀的连接。为避免电偶腐蚀,铝和钢两种不同金属材料的连接,要用绝缘材料隔离。

978-7-111-28907-4-Chapter02-91.jpg(www.daowen.com)

图2-91

978-7-111-28907-4-Chapter02-92.jpg

图2-92

图2-93:避免腐蚀的螺钉连接结构。在露天和水接触的机器中,螺纹连接处最易生锈,特别是内六角螺钉的沉孔中和螺纹连接部分,容易生锈。a)、b)结构较差;c)加防护罩、d)改为不通孔,结构较好。

978-7-111-28907-4-Chapter02-93.jpg

图2-93

图2-94:用金属和聚合物(如聚乙烯)组成的防锈罩。由金属和聚合物(如聚乙烯)组成的防锈罩,用于保护螺纹连接,用螺母4拉紧螺栓1,金属罩6比螺栓和螺母的电位低,它和弹簧7相连,弹簧撑在套的金属部分,弹簧的电位大于或等于罩的金属部分电位,小于或等于螺栓和螺母连接的电位,具有环形的聚合物罩5,可以选用聚乙烯材料。在金属罩的外表面做装配好的罩不必在聚乙烯的内表面加工螺纹,因为将罩压缩装配到螺栓上时,可以直接拧入,聚乙烯的环形凸缘和螺母端面互相作用,使罩变形并停止在螺栓的螺纹圈上。具有不同长度螺栓和螺母的自由端可通过弹簧调整,保证罩的金属部分和螺栓间的电连接。这样一来,消除了螺纹连接的腐蚀要素,即使金属罩充满溶液,也不会腐蚀。罩的金属部分可以冲制,然后与聚乙烯部分压铸成形。

978-7-111-28907-4-Chapter02-94.jpg

图2-94

1—螺栓 2、3—被连接件 4—螺母 5—聚合物罩 6—金属罩 7—弹簧

(3)高温连接

图2-95:用于高温连接的螺柱。当温度变化时,螺柱尺寸变化,膨胀套筒尺寸也随着变化,从而保证拉紧力不变。

图2-96:采用双金属温度补偿件,保证拉紧力不变。在螺纹连接中,安装由双金属制造的温度补偿件,在连接件的一侧,具有环形支承面,其内径大于螺母最大支承面的直径。螺栓通过被连接件的孔,在上面套上温度补偿件,并以必需的力用螺母拉紧。

当温度升高时,螺杆和被连接件拉长,使温度补偿件弯曲(弯曲的大小取决于温度的差异),使螺栓的长度变化等于被连接件的厚度变化加温度补偿件的变形,保证连接拉紧力不变。在高温条件下,温度补偿件的材料长度膨胀系数,接近于被连接件,在低温状态,接近于螺母的长度膨胀系数。

(4)高强度螺栓

图2-97:采用高强度螺栓能使结构紧凑,既能节省空间,又能减轻重量。

图2-98:摩擦型高强度螺栓连接。拧紧高强度螺栓连接时,被连接件之间产生压力,借助连接件之间的摩擦力传递垂直于螺栓轴心线方向的剪力。由于是摩擦面传递力,故比局部承压的铆钉应力小;被连接件之间不易滑动,抗疲劳性能好。

高强度螺栓最先使用摩擦型连接,之后派生承压和承拉连接。

978-7-111-28907-4-Chapter02-95.jpg

图2-95

978-7-111-28907-4-Chapter02-96.jpg

图2-96

978-7-111-28907-4-Chapter02-97.jpg

图2-97

978-7-111-28907-4-Chapter02-98.jpg

图2-98

图2-99:承压型高强度螺栓连接(剪切型)。拧紧高强度螺栓连接时,被连接件之间产生压力,借助连接件之间的摩擦力为主和螺栓承剪力和承压力为辅,传递垂直于螺栓轴心线方向的剪力,因此又叫剪切型。

剪切型承载能力比摩擦型大得多,但由于接头产生了滑动及相应的变形,所以要尽量减小螺杆与通孔之间的间隙或采用精制螺栓等承受动载荷。

图2-100:受拉型高强度螺栓连接。拧紧高强度螺栓连接时,被连接件之间产生压力,借助连接件之间的压力,传递沿螺栓轴心线方向的拉力。要求有较高的预拉力,且被连接件应有足够的刚度

图2-101:高强度螺栓、螺母、垫圈要配套使用。高强度螺栓、螺母、垫圈必须配套使用,因为只有这样才能保证等强度,标准中也规定了必须配套使用。

978-7-111-28907-4-Chapter02-99.jpg

图2-99

978-7-111-28907-4-Chapter02-100.jpg

图2-100

978-7-111-28907-4-Chapter02-101.jpg

图2-101

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈