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高强螺栓在游乐设备中的使用

 戴勇xj 2019-09-24

0 概述

游乐设施的重要组成部分是钢结构,在大型的钢结构的连接中,普遍使用高强度螺栓。如观览车的支撑结构,摇头飞椅的回转机构等等。

目前在游乐设施安装中有一个很大的误区,认为高强度螺栓比普通螺栓强度高,用了就能保证连接质量。大部分的高强度螺栓副的连接都是采用的平垫加弹垫的防松连接方法。在安装现场没有对连接板和连接母体表面进行清理,没有装专用垫片,没有专用力矩扳手,也没有相应的力矩参数。在安装过程中,通常的做法就是用普通扳手加加力杆。

以上做法是错误的,是对高强度螺栓的一种误解。高强度螺栓在抗剪设计上根据设计要求分为:高强度度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。摩擦型高强螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态。游乐设备常用摩擦型高强螺栓。

1 高强度螺栓的管理

(1)采购供使用的高强螺栓的供应商必须是经国家有关部门认可的专业生产商,采购时,一定要严格按照钢结构设计图纸要求选用螺栓等级。

(2)高强螺栓连接副必须配套供应。扭剪型高强度螺栓连接副每套包括一个螺栓、一个螺母、一个垫圈

(3)要注意高强度螺栓使用前的保管。如保管不善,会引起螺栓生锈及沾污脏物等,进而会改变螺栓的扭矩系数及性能。在保管中要注意如下几点:

1)  螺栓应存放在防潮、防雨、防粉尘、并按类型和规格分类存放。

2)  螺栓应轻拿轻放、防止撞击、损坏包装和损坏螺栓。在施拧前,应尽可能地保持其在出厂状态,以免扭矩系数和标准偏差或紧固轴力变异系数发生变化。

3)  螺栓应在使用时方可打开包装箱,并按当天使用的数量领用,使用剩余的螺栓应当天回收,并按批号和规格保管,应严格按批号存放、使用。不同批号的螺栓、螺母、垫圈不得混杂使用。

2 结构组装

结构组装前要对摩擦面进行清理,用钢丝刷清除浮锈,用砂轮机清除影响板层间密贴的孔边、板边毛刺、卷边、切割瘤等。遇有油漆、油污粘染的摩擦面要严格清除后方可吊装。

组装时应用钢钎、冲子等矫正孔位,为了结合部钢板间摩擦面贴紧,结合良好,先用临时普通安装螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。待结构调整就位后穿入高强度螺栓,并用带把扳手适当拧紧,在用高强度螺栓逐个取代。

为防止连接后构件位置偏移,以及为了钢板间的有效夹紧,尽量消除间隙。因此,在安装时,要控制以下几点:

(1)每个节点所需用的临时螺栓和冲钉数量,应按安装时可能产生的荷载计算确定,并应满足以下的要求。

1)  临时螺栓与冲钉之和不应少于该节点螺栓总数的1/3,目的是为了防止构件偏移。

2)  临时螺栓不应少于2棵。

3)  所用冲钉数不宜多于临时螺栓的30%。目的是为了加大对板叠的压紧力。

4)  连接用的高强度螺栓不得兼做临时螺栓,以防止螺纹损伤和连接副表面状态该弯,引起扭矩系数的变化。

(2)安装替换高强度螺栓注意事项: 螺栓穿入方向应便于操作,并力求一致。

3高强螺栓安装

摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载,所以螺杆与螺孔之差可达1.5~2.0mm。

安装高强度螺栓时,严禁强行穿入螺栓(如用锤敲打)。如不能自由穿入时,该孔应用铰刀进行修整,修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时,为了防止铁屑落入板迭缝中,铰孔前应将四周螺栓全部拧紧,使板迭密贴后再进行。严禁气割扩孔。现场较容易发生采用气割扩孔的情况,需要特别督察。

经检查合格后的高强度螺栓连接处之母体、连接板、高强度螺栓要及时涂防锈漆以免出现腐蚀。在高强度螺栓连接施工中,许多设计者在施工图纸中标明了在施工时终扭高强度螺栓螺母的扭矩,而最终经常出现两种情况,一是在安装结束后加载时出现结合面的滑移现象;二是在施工工程中出现了螺栓被扭断现象。  高强度螺栓拧紧时,只准在螺母上施加扭矩。只有在空间受限制时,才允许拧螺栓。

连接板和连接母体一般都经过喷砂或抛丸处理,在运输和施工中需要保证施工前的结合面的粗糙度和清洁度。不允许泥土、杂物污染结合面。表面粗糙度达不到设计要求时要在现场重新进行喷砂或抛丸处理然后在进行施工。安装单位要特别注意保护好高强度螺栓连接处的连接板和母体的连接表面的清洁度、摩擦表面的特性。

4总结

4.1 安装流程

1)  装配前目视检查螺栓、螺母或被联接件的丝孔,应无磕碰、划伤,符合图纸或本规范所引用的标准。

2)  在装配过程中,不得碰伤螺栓的螺纹部分。

3)  螺栓的头部及螺母端面的垫圈,应与被紧固的零件平面均匀接触,不应倾斜,也不允许用锤敲击使两平面接触,螺杆应无弯曲变形。

4)  被连接件应均匀受压,相互紧密贴合,连接牢固。

5)  螺栓、螺母紧固时严禁使用不合适的扳手。

6)  螺栓、螺钉装配时应该用手拧入大于2~3个螺距,然后再用扳手或电动工具拧紧。

7)  螺栓、螺母装配时,注意保护被联接件的漆膜、镀层及螺栓、螺母头部,不能损坏。

8)  螺母拧紧后,螺栓头部应露出螺母端面2~3个螺距,螺母和垫圈均以反面面向被连接体(螺母标有字样的一面为正面,垫圈圆滑一面的为正面)。

9)  螺栓紧固后油漆标记,标记位一般用红色油漆点在螺栓与螺母的接触处。颜色可根据使用场所不同而更改,但颜色必须明显区分。

4.2  注意事项

1)  弹簧垫圈在一般机械产品的承力和非承力结构中应用广泛,其特点是成本低廉、安装方便,适用于装拆频繁的部位。但是弹簧垫圈的防松能力很低!尤其在目前欧美各国要求高可靠性产品中采用率极低,特别是重要的承力结构连接部位早已被抛弃好多年。

2)  高强度螺栓(摩擦型)要施加预拉力,加弹簧垫圈后不利施加预拉力;高强度螺栓在预紧力矩下产生的摩擦力足够防松,所以也不需要额外措施防止松动。故高强度螺栓不应该加弹簧垫圈。

3)  普通螺栓:需要保证螺栓的张紧力从而防止螺栓松动。连接板和螺母之间加弹簧垫圈防松。在螺母施加预紧力后,垫圈被压平而产生弹性反力,使旋合螺纹间压紧,增大摩擦力防松。但是由于弹力不均,在运营过程中,发生的振动冲击载荷,使垫圈的防松效果变的很差。一般用于不甚重要的联接。

4)  高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。应在同一天完成。不可在第二天以后才完成终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右,复拧扭矩等于初拧扭矩。为防止遗漏,对初拧或复拧后的高强度螺栓,应使用颜色在螺母上涂上标记。对终拧后的高强度螺栓,再用另一种颜色在螺母上涂上标记。高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时,连接处的螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。

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