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调节螺栓的连接设计

发布日期: 2012-06-15

  一、在结构设计中,调节螺栓连接设计的基本步骤如下:

  1.确定调节螺栓连接部件的风险等级

  首先,根据调节螺栓连接部件所在的部位,载荷的大小以及是否影响行车安全来定义风险等级。DIN25201中风险等级分为高、中、低。其中被定义为高风险等级的调节螺栓连接,即:调节螺栓连接发生故障失效时,产生直接或间接的身体和生命危险和/或运行危险。必须在图纸中加以说明,以确保在调节螺栓拧紧过程中,预紧扭矩及其公差以及拧紧后的检查都得到严格地控制。

  2.根据载荷初选调节螺栓尺寸

  列车的静强度和疲劳强度的载荷定义根据EN12663。通过有限元FEM可以计算出调节螺栓连接部位的载荷。然后,根据DIN25201-2附录A.2~A.4,预选螺栓连接的尺寸。或者采用类比法,根据以前的成熟车型,参照其相同部位或载荷相近部位的设计预先确定调节螺栓尺寸,在调节螺栓连接结构设计完成后,按照VDI2230第1部分,通过计算验证调节螺栓连接设计是否满足强度要求。

  3.计算并校验调节螺栓设计的强度

  对于调节螺栓连接的功能而言,DIN25201要求必须存在一定的预紧力Fm。预紧力可以提高调节螺栓连接的可靠性、防松能力和调节螺栓的疲劳强度,增强连接的紧密性和刚性。BST生产实施调节螺栓连接时采用的是扭矩法,即采用定扭矩扳手控制装配时调节螺栓的扭矩,因此要求调节螺栓伸长必须在弹性极限范围内。

  预紧力的计算则根据VDI2230第1部分,即:“高强度调节螺栓连接的系统计算-圆柱形旋入式连接”,来验证调节螺栓连接的预紧力是否满足静强度要求。

  4.调节螺栓连接结构组成

  为确保调节螺栓杆有足够的弹性延伸值,DIN25201-2规定调节螺栓连接部件中调节螺栓紧固长度与调节螺栓直径比值(如下图所示)要求如下:

调节螺栓紧固长度与调节螺栓直径比值

  其中:Lk紧固长度(单位:mm);

  d螺栓直径(单位:mm)

  计算时以调节螺栓的屈服强度为预紧力的最大值,并将调节螺栓预紧力的利用系数选择为90%。

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