從螺紋看我們的工業(yè)

zerowing

貌似最近圍繞著螺紋這個話題扯了很多了，說實(shí)話，沒啥可扯的，基礎(chǔ)性的東西，說多了沒啥意思。讓8爺看了也笑話，笑話我們這一輩接不上班，哈哈。
前幾日又看到了@sivlerduck 大俠關(guān)于鋁件螺紋的帖子，http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=347086&extra=&page=1
于是，著實(shí)發(fā)現(xiàn) ，我們的工業(yè)真的很有意思。

所以，還是說說這個螺紋。哪怕讓8爺再多笑話會兒，至少我希望通過我的敘述能讓更多的新人們重新認(rèn)識下螺紋，認(rèn)識下我們的工業(yè)基礎(chǔ)。

說螺紋連接，說螺栓選擇，絕大多數(shù)書上講得都是基于螺栓保證載荷的計(jì)算。也正因?yàn)槿绱�，很多人都誤認(rèn)為校核螺栓，校核螺紋連接強(qiáng)度只要看保證載荷就行了。哈哈，我曾經(jīng)論述過，保證載荷和螺紋強(qiáng)度的關(guān)系，以及為什么多數(shù)時候你只校核螺栓載荷就夠了的原因。這里不重復(fù)了，給個鏈接，有興趣的大俠可以過去看。http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=344246&extra=
也正因?yàn)槿绱�，我才發(fā)現(xiàn)，原來很多的新手們在面對非常規(guī)螺紋連接時是多么的無助和胡亂猜測。于是不妨重復(fù)下，至少講講我的理解，希望新手們在面對問題時有一個清晰的思路。

校核螺紋連接，特別是螺栓、螺釘與螺母、螺孔連接時，實(shí)際上要校核的有兩個方面。第一是母材抗拉能力，第二是螺紋本身的抗屈服能力。
1。對于螺栓、螺釘?shù)男：�。一方面，要校核其桿部的抗拉能力，即跟據(jù)手冊保證載荷值校核該螺栓、螺釘是否會被拉斷。另一方面，則要校核其螺紋部分是否會屈服，是否因?yàn)閺?qiáng)度不夠被剪斷，而這部分，跟保證載荷沒有半毛錢的關(guān)系。
所以，當(dāng)你面對一個滑絲或者螺紋屈服的螺紋連接問題時，你可以去找材料的缺陷問題，可以去找硬度問題，可以去找材料本身強(qiáng)度問題，可以去找螺栓大小是否選擇合適的問題，但唯獨(dú)不能去找保證載荷的問題，那是胡扯。
比如這兩個圖：

同樣的螺栓，細(xì)牙的保證載荷永遠(yuǎn)比粗牙大。如果你的螺栓桿沒有斷，而螺紋被剪掉了，你靠這個保證載荷能解決啥問題？如果粗牙的螺紋都屈服了，你換個保證載荷更大的細(xì)牙螺紋就沒問題了？哈哈，笑話！
于是，說到這兒，我們來說說什么是保證載荷�。�！

跟據(jù)定義，保證載荷 = 保證應(yīng)力 x 公稱應(yīng)力截面積。
                保證應(yīng)力 = 公稱屈服強(qiáng)度 x 保證系數(shù)
見下表：

              所以，所謂的保證載荷，校核就是第一理論強(qiáng)度的抗拉屈服能力，而不是抗拉拉斷能力。為什么不校核拉斷？因?yàn)閷τ诼菁y連接，特別是有預(yù)緊的螺紋連接，屈服了，預(yù)緊力就沒了。
          所以，看完這些，你就應(yīng)該明白，當(dāng)你的螺紋失效被剪斷的時候，這個保證載荷不能幫你任何的忙。它只能保證你的螺栓桿高枕無憂！！

2。多數(shù)時候我們不校核母扣端強(qiáng)度，原因是母扣端多數(shù)情況下承載高于螺栓部分。校核母扣端也分兩個方面。一方面是螺紋強(qiáng)度校核。另一方面是母扣端壁厚部分的抗傾翻彎曲強(qiáng)度校核。
講母扣，就必須要說一種情況，那就是母扣機(jī)體材質(zhì)問題。比如說在鑄鐵做螺紋孔，安裝吊耳，那么就會出現(xiàn)一種情況，當(dāng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足時，或者當(dāng)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足時，母材端就會被拉斷。而這個，跟保證載荷也沒有半毛錢關(guān)系。哈哈。你要校核這個，就要校核螺紋根部的抗傾翻能力，校核螺紋牙根部的應(yīng)力集中，特別是首牙螺紋根部的集中，以保證在疲勞狀態(tài)下，在集中部位不會形成裂紋，擴(kuò)大并引發(fā)斷裂。

3。螺紋校核時，一般常用的辦法是認(rèn)為螺紋是懸臂梁，然后校核其承載能力。簡單一點(diǎn)的就是直接校核螺紋根部的抗剪切能力和表面的抗擠壓能力。抗剪不夠的時候會滑絲，擠壓不夠的時候會粘扣。
滑絲不多說了，比較常見。粘扣的，可以去看看石油管材上那些API標(biāo)準(zhǔn)的錐扣。俺從來沒有見過這種螺紋被拉斷的，也沒見過管子拉斷的，但是螺紋粘連是很常見的。所以，你玩這些螺紋的時候，一定要做的一件事就是磷化！目的就是防粘。

4。保證扭矩是考慮螺栓在其最大軸向承載時螺紋副和螺栓帽部分的摩擦和力矩。這個力矩同牙型有關(guān)，同摩擦系數(shù)有關(guān)，同帽端部分的接觸面有關(guān)。

5。所謂的母端等級比螺栓端等級低一個等級，考慮的是均載螺紋牙受力。這個說起來比較復(fù)雜，有興趣可以再聊。螺紋牙受力均勻程度不僅影響承載，亦影響防松。


說完這些，再回到@sivlerduck 大俠的那個帖子里后面的結(jié)論部分。說說俺們工業(yè)的有意思的地方。
文中提到了螺的螺紋保證載荷。哈哈，我們來看看下面這個圖，然后對比下上面那個螺栓的截面積。





對比這看看，有沒有很有意思的地方。同樣的應(yīng)力截面積�。。�
動腦子想想，這倆的應(yīng)力截面積怎么會一樣呢？
去翻翻應(yīng)力截面積的算法，于是得到下面的公式。

參考牙型圖：d3是計(jì)算的根本圓角后的直徑。如圖。

所以，實(shí)際上，計(jì)算這種情況下對應(yīng)的原始應(yīng)力截面積計(jì)算公式有。

用這個，你再去算那些應(yīng)力截面積就都和手冊上一致了。哈哈。
但是，你不感覺很奇怪嗎？對于螺栓，對于外螺紋部分你可以這么計(jì)算。對于內(nèi)螺紋部分呢？為什么要用一個中空的根本不存在的截面積來計(jì)算保證載荷呢？哈哈，真的是很有意思��！

哈哈，8爺說我們的工業(yè)總體是頹勢，我一點(diǎn)也不奇怪。一個基礎(chǔ)性的東西，一個公眾性的東西都能玩成這樣的話，那確實(shí)是頹了，而且后代怕是連站起來都會困難的。


PS. 補(bǔ)兩個圖，關(guān)于應(yīng)力截面積的。哈哈。注意文中的（male）字樣��！





補(bǔ)：對其中公式作了更新，補(bǔ)充了丟失的平方符號。

抄了把單刀

好東東

阿難和松山

+100，好東西�。�

mfka

中國的理論都是錯的？
螺紋作為基礎(chǔ)件，它的配套性理論不是中國獨(dú)創(chuàng)，在很長一段時期內(nèi)是世界通用性理論。至于隨著理論研究的提高，新方法會不斷出現(xiàn)。

保證載荷是衡量螺紋的一個綜合性指標(biāo)。

mfka

      “你不感覺很奇怪嗎？對于螺栓，對于外螺紋部分你可以這么計(jì)算。對于內(nèi)螺紋部分呢？為什么要用一個中空的根本不存在的截面積來計(jì)算保證載荷呢？哈哈，真的是很有意思��！”
      我們都不是搞基礎(chǔ)研究的，至于“為什么要用一個中空的根本不存在的截面積來計(jì)算保證載荷呢？”問題，你好好地研究，寫出一篇論文發(fā)表在《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志，挑戰(zhàn)那些專家！
       我只想提醒你一點(diǎn)：螺紋所謂的計(jì)算面積是一個截面的面積，螺紋旋合有很多牙，就有很多“中空的根本不存在的截面積”，把它們折算成一個截面的面積，或者說是當(dāng)量面積。大家說是不是？

zms9439

個人看法：
細(xì)牙螺紋小徑大于粗牙螺紋小徑，面積增大；其次螺紋牙而言，牙高變小，對螺紋牙的彎曲應(yīng)力減小，剪切應(yīng)力變化不大，應(yīng)該是細(xì)牙會比粗牙好一點(diǎn)；
螺母，也有螺紋大徑與外六方之間較大的面積存在，不應(yīng)無視吧

mfka

這是樓主的一段言論，極端看不起中國人，這是不是數(shù)典忘祖？

六級士官

我愁，不會吧！這次還是圍繞這個螺紋吵起來

成形極限

“新手們在面對非常規(guī)螺紋連接時是多么的無助和胡亂猜測”，標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是簡化有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，非常規(guī)的東西本來就不是新手玩的東西。
非標(biāo)準(zhǔn)的東西引起研究者的爭論也是很正常的，絕大多數(shù)人能把標(biāo)準(zhǔn)的東西弄個七七八八就可以了。
關(guān)鍵是國內(nèi)的東西很多在標(biāo)準(zhǔn)上就打折扣，很多標(biāo)準(zhǔn)可以說是下限，制造者又制造出各種“非標(biāo)”的標(biāo)準(zhǔn)件，讓人對整個標(biāo)準(zhǔn)體系都產(chǎn)生了懷疑，不得不選用更高等級的，或者直接用國外的東西。

zero321

又吵，真沒勁，有這功夫電視劇都看兩集了