紧固件,是作紧固连接用且应用较为广泛的一类机械零件。紧固件,使用行业广泛,包括能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具、液压等等行业,在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面,都可以看到各式各样的紧固件,是应用广泛的机械基础件。它的特点是品种规格繁多,性能用途各异,而且标准化、系列化、通用化的程度也较高。因此,也有人把已有标准的一类紧固件称为标准紧固件,或简称为标准件。紧固两个或两个以上零件(或构件)紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。
汽车紧固件行业发展前景展望
据2010年1月汽车工业协会统计,2009年汽车产销分别为1379.10万辆和1364.48万辆,同比分别增长48%和46%。汽车行业的迅猛发展加大了对钢铁材料的需求,虽然我国持续多年为世界大产钢国,但是汽车发动机及关键部件紧固件用钢由于强度的限制还是以进口产品为主,同时汽车的高性能化和轻量化的发展趋势,对汽车紧固件的设计应力和轻量化提出了更高的要求,紧固件用钢高强度化则是解决这一要求有效的途径。
1、汽车紧固件用钢的性能要求
汽车紧固件用钢要求:
具有良好的表面质量、高级别的尺寸精度和低级别的非金属夹杂物及偏析;
具有较高的抗拉强度及良好的冷镦性能;
具有较高的疲劳抗力和多次冲击拉伸抗力;
具有足够低的延迟断裂敏感性和较低的韧-脆性转化温度。
2、汽车紧固件用钢的冶炼及轧制特点
2.1、冶炼技术
采用炉外精炼和具有电磁揽拌的连铸工艺。主要是将钢中的C,Si,Mn,Cr,Mo等主要元素成分控制在较小的范围,并且尽可能降低钢中P,S,0,N等杂质含量,达到钢质纯净度高、非金属夹杂物低,偏析级别低的目的,从而提高钢的冷镦性能和改善钢的表面质量。
2.2、轧制技术
采用具有控制乳制和控制冷却功能的高速高精度轧制工艺,获得轧制热处理线材,并使其具有良好的尺寸精度以及尽可能少的表面缺陷。
3、汽车紧固件用钢的现状及发展方向
3.1、洁净螺栓钢
从提高钢的冷镦性,改善钢质方面来讲,需要尽可能降低钢中杂质元素含量。降低S含量可提高钢的变形能力,减少钢中的非金属夹杂物,改善韧塑性;降低P含量可降低钢的变形抗力,同时降低P,S含量还可减少其在晶界的偏聚而减轻晶界脆化,并能改善钢的耐延迟断裂性能;降低钢中的0含量,能有效降低氧化物夹杂,从而改善钢的冷加工变形能力。
钢铁研究总院对洁净度高的ML42CrMo钢的应力腐蚀门槛应力强度因子KISCC进行研究,洁净度髙的钢的KISCC较商业钢有较大幅度提髙,因此,为保证钢在高强度化后仍具有较高的综合性能,高强度螺栓钢P,S含量要进一步降低。
3.2、经济型高强度螺栓钢
3.2.1、微合金非调质钢
用微合金非调质钢制造螺栓,可省略螺栓冷拔前的球化退火和螺栓成形后的淬火回火处理,还可减轻螺纹丝扣的脱碳倾向,提高螺栓成品率,经济效益十分明显。
高强紧固件在核电厂应用十分广泛,在核电厂的构筑物、系统管道、设备及设备支撑上都有使用。2015年国内某高强紧固件厂质量事件发生后,从主管部门到核电厂,投入了大量人力物力排查其带来的安全隐患,付出了巨大代价,教训较其深刻。该事件的主要责任者是制造厂,但是,核电厂和采购单位对核电厂安全重要物项紧固件(以下简称核电厂紧固件)采购过程质量控制存在的薄弱环节也是不可忽视的。核发布了《关于进一步加强核电厂紧固件等大宗材料质量管理的通知》(国核安发[2016]195号,以下简称195号文件),对核电厂营运单位及设计单位提出了10项管理要求,并在附件《核电厂紧固件入厂(场)复验指南(试行)》(以下简称复验指南)中明确规范了核电厂紧固件入厂复验的检验项目和抽样方案及其他质量控制要求。设计单位也针对核电厂紧固件编写了**的技术条件。但是,对核电厂紧固件采购、制造过程如何进行质量控制和检验验收尚未作出具体要求。因此,研究核电厂紧固件采购和制造过程的质量风险和控制措施非常必要。本文分析了核电厂紧固件制造过程抽样检验和验收判定存在的风险,提出防控方法和措施,供**探讨和参考。一、核电厂紧固件特殊性能和抽样检验特点用于核电厂安全重要物项的高强紧固件,其产品技术要求、性能和产品质量指标已经不同于一般意义上的高强紧固件,从核电厂系统设备角度看,它应是一个与所属的核安全设备具有同样安全等级、质量保证等级和抗震类别的重要零部件,与所属系统设备共同执行安全运行功能。用于核安全设备的紧固件(以下简称核安全紧固件)的技术规格书也是一个**核安全特殊要求的技术文件,其内容重点强调的是紧固件的安全质量特性。核安全紧固件所具有严格的原材料选材要求,性能检验项目繁多,检验指标和试验要求严格构成了核电厂紧固件区别于一般高强紧固件的显著特点。紧固件就本身结构复杂性而言,它是一个很普通的机械零件。核电厂紧固件因其在核电厂安全重要设备中扮演着与安全设备同样的安全重要功能,使得它已经**出一般高强紧固件的意义,更重要的意义是它在伴随系统设备共同执行核安全功能中扮演的重要角色决定了它从出生到服役的整个过程都需要与质量性能检查、检验、抽样检验等诸多检验方法相伴终生。核电厂紧固件从原材料到产成品,抽样检验和判定方案贯穿于在产品质量的原材料检验、产品制造过程的质量检验、产品终验收检验各个环节。从被检验项目性质角度分类,可以分为非破坏性检验项目和破坏性检验项目两大类。整个制造过程的检验应用了统计抽样检验、百分比抽样检验、全数(**)检验和经验抽样检验等方法。抽样检验标准是协调或平衡供需双方经济利益的桥梁。采用抽样验收方法的主要动力是经济性,供需双方可以节约主观讨论的时间,既保证被接收批具有一定质量,又可显著节约检验工作量和检验费用。抽样检验标准在我国应用近二十年,广泛用于各个行业。这些标准适用于批产品(如材料、零件、部件、整件和系统)的质量检验,也可用于产品在制品的检验。本文关注的问题是应用统计抽样检验技术过程的风险及其控制。抽样检验标准已经明确告知应用者,抽样检验验收要接受风险的,供需双方都希望使自己的风险小。这就需要供需双方合理地选择抽样方案,控制各自的风险。适当利用抽样验收标准,对双方都有利。统计抽样检验与过程控制技术的标准有可靠的理论依据。非推荐的抽样方法(如百分比抽样等)往往缺乏理论依据,目前已经被淘汰。
螺丝就来完整的讲解一下常见的让我们困惑的平头螺丝与沉头螺丝的区别。
首先我们先来观察一下平头螺丝与沉头螺丝的外观特点:
我们可以看到,平头螺丝与沉头螺丝的外形是不一样的,平头螺丝钉头部与螺杆连接处是与90度角相连接的。而沉头螺丝,它是从螺丝头部以锥形的方式延伸至螺杆处。平头螺丝与沉头螺丝两者间的外形是的区别。
螺丝紧固件的作用大部分是用于连接、紧固的。我们先将两个螺丝安装上去(如下图所示),我们会发现,平头螺丝的螺丝头部是呈突起状态,整个平头螺丝的头部在外,摸起来有异感。而沉头螺丝在安装后,我们会发现螺丝几乎全部切入产品中,沉头螺丝的头部与产品表面平整,触摸起来无异感。很多产品外壳螺丝都会使用沉头螺丝作为紧固,因为这手感更好,看起来更美观。
其次,我们来了解一下平头螺丝和沉头螺丝形状设计的目地。
平头螺丝与沉头螺丝的受力情况。由于两个螺丝的形状的不同,导致两者间的受力程度也有所不同,一般来说,平头螺丝的受力要比沉头螺丝的大。特别是在沉头螺丝将入拧入物件中更明显。
在螺丝业内,沉头螺丝也称之为平头螺丝,两者的头部都是平的,形状并无太大的明显,有时候也并没有区分到那么细微。主是是根据螺丝紧固件的使用情况来选择是生产平头螺丝还是沉头螺丝。
后,平头螺丝在使用中我们是可以根据实际的使用情况来加平垫片弹垫一起使用,因为平头螺丝头部与螺栓接连部分是90度角,更方便使用。而头螺丝由于形状的受限,它只能加带锥度的垫片,
1、什么是紧固件?紧固件是将两个或两个以上的零件(或构件)紧固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。市场上也称为标准件。2、它通常包括以下12类零件:螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、挡圈、销、铆钉、组合件和连接副、焊钉2.1)螺栓:由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下,又可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。如下图:2.2)螺柱:没有头部的,仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时,它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中,另一端穿过带有通孔的零件中,然后旋上螺母,即使这两个零件紧固连接成一整体。这种连接形式称为螺柱连接,也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑,或因拆卸频繁,不宜采用螺栓连接的场合。如下图:2.3)螺钉:也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件,按用途可以分为三类:机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件,与一个带有通孔的零件之间的紧固连接,不需要螺母配合(这种连接形式称为螺钉连接,也属于可拆卸连接;也可以与螺母配合,用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。)紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。如下图:2.4)螺母:带有内螺纹孔,形状一般呈显为扁六角柱形,也有呈扁方柱形或扁圆柱形,配合螺栓、螺柱或机器螺钉,用于紧固连接两个零件,使之成为一件整体。如下图:2.5)自攻螺钉:与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为**的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件,使之成为一件整体,构件上需要事先制出小孔,由于这种螺钉具有较高的硬度,可以直接旋入构件的孔中,使构件中形成相应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。如下图:2.6)木螺钉:也是与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为**的木螺钉用螺纹,可以直接旋入木质构件(或零件)中,用于把一个带通孔的金属(或非金属)零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。如下图:2.7)垫圈:形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间,起着增大被连接零件接触表面面积,降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用;另一类弹性垫圈,还能起着阻止螺母回松的作用。如下图:2.8)挡圈:供装在机器、设备的轴槽或孔槽中,起着阻止轴上或孔上的零件左右的作用。如下图2.9)销:主要供零件定位用,有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。如下图:2.10)铆钉:由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件,用于紧固连接两个带通孔的零件(或构件),使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接,简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开,必须破坏零件上的铆钉。如下图:2.11)组合件和连接副:组合件是指组合供应的一类紧固件,如将某种机器螺钉(或螺栓、自供螺钉)与平垫圈(或弹簧垫圈、锁紧垫圈)组合供应;
→拉力试验:在具体规格和长度满足条件的情况下,高强度碳钢(8.8、10.9、12.9级)和不锈钢螺栓(70、80强度)可进行相关拉力检测。碳钢类:8.8级不低于800MPa/830MPa(大于m16);10.9级不低于1000MPa;12.9级不低于1200MPa。不锈钢:70强度不低于700MPa;80强度不低于800Mpa。
→冲击试验:规格满足一定条件下,碳钢产品可进行冲击试验。
→硬度试验:碳钢产品可进行表面硬度和芯部硬度检测。
→扭力试验:小规格产品无法进行拉力试验,可进行扭力检测。
→楔负载:高强度碳钢产品可进行选择性楔负载检测。
为了调整、拆装方便,柴油机上大量采用了可拆卸的连接,如螺纹连接、键及紧配合等。这些零件主要依靠配合件之间的摩擦力来维护相对位置,如果没有防松装置或防松装置失效,在长期反复载荷(尤其是交变载荷)的作用下,便很容易松动。因此,对工作中承受交变载荷的连接部件及没有自动防松装置的连接件,应经常检查连接紧度,若发现必须及时旋紧。论文网/8/view-10072166.htm柴油机紧固件常见的损坏形式有如下方面。1.延迟断裂材料承受的应力低于静载断裂强度,但由于应力腐蚀、疲劳、蠕变等方面的原因,经一段时间后发生的断裂。主要发生在螺栓、螺柱等外螺纹紧固件上,这是一种外力并不**过设计允许的静载荷或动载荷情况下,随使用时间增加,在数月或数年后发生的突发性断裂。据已有的研究表明,导致延迟断裂的原因很多,如车辆使用环境、零件采用的材料及制造过程、零件形状与强度对延迟破坏的敏感性等。现在已能从设计、制造中加以预防,如采用对延迟破坏敏感度低的材料,避开采用敏感的强度区、减少或避免采用可能使氢渗入零件的工艺过程(如电镀、过度酸洗等)或通过事后处理将氢驱除等等。2.疲劳断裂零件在交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象就叫作疲劳断裂。由于螺纹件特有的缺口敏感结构,疲劳断裂是螺纹紧固件在动载条件下易见的断裂形式,似乎通过对零件的动载疲劳强度设计,留有足够余地即可安然无恙了。但实际情况并非完全如此,原因在于零件的疲劳寿命往往有某种限度,而且影响其离散程度的因素复杂,若其疲劳寿命低于整车寿命,显然将在整车使用中某时刻断裂。疲劳断裂还是车辆使用中可能发生的突然故障的意外因素。3.不规范的紧固螺纹紧固的可靠与否取决于联结设计、紧固件和紧固几方面,维修中会常常更换、拆装紧固件。遍布全国、水平差异悬殊的维修点,势必存在不规范的紧固操作,劣质的紧固同劣质紧固件一样是另一个发生意外故障的因素。4.劣质紧固件如果使用了劣质的零配件,就很有可能在行驶中出现故障甚至造成事故。车用紧固件包含用于不同部位、重要程度差异较大的众多品种,对其重要程度进行评价并予以有区别的控管,对提高整车使用安全性有重要意义。用于维修配件的劣质紧固件的泛滥,必然导致那些符合设计要求本来绝无问题的部位引发故障,甚至致命故障。这是又一个暗藏意外故障的因素。对柴油机进行状态监测和故障诊断非常重要,而且技术越来越先进。在柴油机可能发生的故障中,连杆螺栓松动、连杆轴承主轴承与活塞缸套之间的间隙不正常等故障占有一定比例。有关零件在气体力和往复惯性力的互相作用下间隙过大或过小,都会使发动机动力性能发生变化,从而使柴油机的振动幅值和性质发生变化。例如柴油机气缸内的活塞裙部间隙变化时,在相同侧推力的作用下,活塞撞击气缸套的速度及能量、撞击次数及位置随之发生变化,从而引起缸套振动特征的改变。这种振动特征的变化可以被安装在发动机适当位置的传感器所接受,并传递给测振仪或频谱分析仪进行处理,与标准谱图对照便可做出发动机状态的诊断。连杆螺栓松动或大头轴瓦磨损后,会造成连杆轴瓦与曲柄销之间的间隙异常。连杆轴瓦间隙的变化,在曲轴箱上可测得振动响应功率频谱。间隙增大,该功率谱呈增大的趋势。由此可以识别连杆螺栓松动或轴瓦磨损故障的冲击特征。从功率谱上不难找到发动机连杆螺栓松动时的特征频率。