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鍛鋼截止閥閥門螺栓連接用螺栓選擇方法原則
【上海制發(fā)閥門訊】
小口徑鍛鋼閥門的閥體與閥蓋通常采用螺紋連接。通過緊固螺紋連接同屬承壓部件的閥體與閥蓋，多選用60度三角螺紋即普通螺紋。我國的普通螺紋標準提供了基礎數(shù)據(jù)。如何選擇合適的螺距，是設計時必須考慮的問題。在此處討論鍛鋼閥門連接螺栓的選擇方法供大家參考。
以鍛鋼截止閥與閥蓋采用螺紋連接形式為例，結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低，連接由閥體、閥蓋和墊片組成。設計必須保證閥門在工作溫度和工作壓力下有足夠的強度和密封性。連接的密封性由擰緊閥體和閥蓋的螺紋保證。計算時應確保閥門承受工作壓力和工作溫度時，按作用力求得的各項應力值不大于規(guī)定的材料許用應力。連接螺紋一般選用60度三角粗牙螺紋。考慮工藝的可能性及經(jīng)濟性，螺紋加工精度等級選擇6級。
普通螺紋基本牙型的內(nèi)螺紋大徑D 、內(nèi)螺紋中徑D2 、內(nèi)螺紋小徑D1、外螺紋大徑d、外螺紋中徑d2 、外螺紋小徑di、螺距P和原始三角形高度H做了規(guī)定。螺紋的強度計算與分析，均依據(jù)標準對基本牙型的規(guī)定。
根據(jù)計算應力數(shù)值分析，當螺紋公稱直徑、軸向外載荷和旋合長度恒定時，螺紋的各項應力數(shù)值隨螺距的增大而提高。據(jù)此可認為，在標準范圍內(nèi)選用小螺距螺紋要比大螺距螺紋更安全。實踐中，由于采用小螺距（如1.5mm）螺紋連接閥體和閥蓋，曾發(fā)生多起因強度不足而引發(fā)事故，表明計算得出的應力值趨向與實際使用結(jié)果不相符合。
普通螺紋的公差，適用于一般用途機械緊固螺紋連接。閥門設計通常選用內(nèi)螺紋公差帶位置為日，外螺紋公差帶位置為g，螺紋精度6級。按6級精度螺紋極限偏差計算頂徑公差對基本牙型高度的影響及頂徑誤差對螺紋連接擠壓應力的影響。
標準中規(guī)定內(nèi)螺紋的小徑公差和外螺紋的大徑公差就是為了保證內(nèi)、外螺紋配合后有足夠的接觸高度，它與螺紋的強度密切相關。接觸高度與內(nèi)、外螺紋的基本牙型高度及其公差有關。接觸高度減小則螺紋接觸壓應力增大。計算數(shù)值表明隨螺距P的增大，加工誤差對螺紋連接強度的影響遞減，即選擇大螺距會增強螺紋連接強度的可靠性。
采用普通結(jié)構(gòu)的螺栓和螺母時，軸向載荷在旋合螺紋各圈間的分布是不均勻的，從螺母支撐面算起，第一圈受載最大，以后各國載荷急劇減小。理論分析和實驗證明，第8～10圈以后的螺紋，幾乎不受載荷，所以采用圈數(shù)過多的厚螺母，并不能提高連接強度。閥體與閥蓋螺紋連接結(jié)構(gòu)中，閥體相當于螺母，閥蓋相當于螺栓。螺紋牙間的載荷分布當旋合長度確定后，如選擇小螺距則連接螺紋圈數(shù)過多，對提高連接的強度沒有作用。
用于間體與閥蓋連接的螺紋一般采用車削加工，選擇時必須考慮其加工誤差對連接強度的影響。在靜載荷條件下細牙螺紋的自鎖性比粗牙螺紋可靠。但在震動條件下，螺紋連接不論其螺距大小，均應考慮防松措施。薄壁容器為減小螺紋對承壓件壁厚的影響，適宜選用小螺距。容器壁厚允許的條件下適宜選用標準中列出的較大螺距。旋合長度一定的條件下，應選擇較大螺距，使螺紋圈數(shù)不超過10圈。
