1. Strukturelle Eigenschaften verschiedener Verbindungselemente
1.1 Kopfstruktur
Die Hauptfunktionen von Bolzenköpfen und Schraubenköpfen sind das Tragen und Schraubendrehen. Zu den gängigen Kopftypen gehören Sechskantkopf, Doppelsechskantkopf, Keilwellenkopf, Flachkopf, Senkkopf, Zylinderkopf und andere Spezialköpfe. Jede Struktur entspricht spezifischen Anwendungsszenarien und Montageanforderungen.
1.2 Schraubenschlüsselstruktur
Die Schraubstrukturen von Bolzen und Schrauben werden in äußere Schraubstrukturen und interne Schraubstrukturen unterteilt. Zu den gebräuchlichen externen Schraubenschlüsselformen gehören Sechskantkopf, Zwölfkantkopf, Keilwellenkopf, Zehn{2}}kopf, Achtkantkopf, Vierkantkopf und Fünfkantkopf, wobei Sechskantkopf und Zwölfkantkopf am häufigsten verwendet werden. Interne Schraubenschlüsselstrukturen werden meist für Revolverköpfe wie Senkköpfe, Flachköpfe und Zylinderköpfe verwendet. Zu den typischen Innenschlüsselarten gehören Schlitzantrieb, Kreuzschlitzantrieb, Innensechskant und Innenverzahnung (Torx). Darüber hinaus gibt es patentierte ausländische Schlitztypen: Kreuzschlitzantrieb mit hohem Drehmoment und Schlitzantrieb mit hohem Drehmoment.
Unter normalen Umständen weisen äußere Schraubstrukturen eine bessere Rutschfestigkeit und Torsionsfestigkeit auf als innere. Daher verwenden hochfeste Verbindungselemente meist externe Schraubenstrukturen. Allerdings erfordert das externe Schraubendrehen einen größeren Montageraum und unterliegt stärkeren Einschränkungen hinsichtlich der Installationsumgebung. Unter den Innenschlüsseltypen bieten Innensechskant und Innen-Torx eine bemerkenswert überlegene Torsionsleistung und können unter hochbeanspruchten Arbeitsbedingungen eingesetzt werden. Innensechskantlöcher werden im Allgemeinen durch Vorbohren von Pilotlöchern und anschließendes Stanzen mit Sechskantstempeln gebildet. Beim Stanzen entstehende Metallreste neigen dazu, sich am Lochboden anzusammeln und können während des Betriebs abfallen, wodurch Fremdverunreinigungen entstehen. Bei Anwendungen mit strenger Kontrolle von Fremdkörpern müssen alle Rückstände in den Löchern gründlich gereinigt werden.
1.3 Schaftstruktur
DerBolzenSchaft bezieht sich auf den glatten Abschnitt ohne Gewinde. Je nach Schaftdurchmesser wird er in Schaftdurchmesser mit großem-Durchmesser, Schaftdurchmesser mit Steigung-, abgestufter Schaft und vergrößerter Schaft eingeteilt.
Schaft mit großem-Durchmesser (Standardschaft): Sein Nenndurchmesser entspricht dem Gewindeaußendurchmesser mit zwei Toleranzstufen. Für Zugschrauben werden vor allem lose Toleranzen (h12, h14) verwendet; Für Scherbolzen gelten enge Toleranzen (f9, f7, r6).
Steigung-Schaftdurchmesser (dünner Schaft): Sein Nenndurchmesser entspricht in etwa dem Gewindesteigungsdurchmesser, normalerweise mit h12-Toleranz oder ohne besondere Toleranzanforderungen. Es ist für Zugbolzen geeignet.
Abgestufter Schaft (taillierter Schaft): Sein Durchmesser ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Gewindes, um die Schraubensteifigkeit zu verringern und die Spannungskonzentration an den Gewindewurzeln zu verringern.
Vergrößerter Schaft (verstärkter Schaft): Sein Durchmesser übersteigt den Gewindeaußendurchmesser. Es kann eine Presspassung mit Montagelöchern bilden und wird häufig zur Wartung und Verstärkung von Geräten verwendet.
1.4 Thread-Struktur
Zu den Gewindeparametern gehören die effektive Gewindelänge, die Gewindegenauigkeit, das Gewindeprofil, der Gewindegrundradius, der Gewindeauslauf und der Schulterabstand. Für Schrauben gleichen Norm- und Nenndurchmessers ist die wirksame Gewindelänge festgelegt. Änderungen der Gesamtlänge des Bolzens werden durch Anpassen der Länge des glatten Schafts erreicht. Threads werden in lange Threads, mittlere Threads und kurze Threads kategorisiert:
Langes Gewinde: Kombiniert mit Spannschrauben, um große Zuglasten zu tragen;
Kurzes Gewinde: Kombiniert mit Scherbolzen, die auf Oberflächenkontakt basieren, um eine sturzsichere Positionierung bei minimaler Zugbelastung zu gewährleisten;
Mittleres Gewinde: Wird auf Schrauben angewendet, die einer kombinierten Zug- und Scherbelastung ausgesetzt sind und sowohl Zug- als auch Scherkräften standhalten können.
2. Exklusive Struktur der Stollen
Bolzen haben keine Köpfe im Bolzen--Stil und sind an beiden Enden vollständig mit Gewinde versehen. Gewinde an zwei Enden können mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern hergestellt werden. Während der Installation wird ein Ende in die Basiskomponente eingeschraubt, um eine dauerhafte Befestigung zu ermöglichen und nur selten auseinandergenommen zu werden. Das andere Ende ist mit Muttern versehen und ermöglicht eine wiederholte Montage und Demontage. Um eine feste Befestigung des eingebetteten Endes zu gewährleisten, werden Übergangsgewinde zur Presssicherung verwendet. Halteschlüssel und andere Strukturen können auch zur sich lockernden Fixierung verwendet werden.
3. Gesamteigenschaften vonBolzen, Schrauben und Stehbolzen
Die Eigenschaften von Verbindungselementen fallen in mechanische Eigenschaften und metallurgische Eigenschaften. Die mechanischen Eigenschaften bewerten die Fähigkeit von Verbindungselementen, verschiedenen äußeren Belastungen standzuhalten, aus makroskopischer Sicht. Zu den Kernindikatoren zählen Zugeigenschaften, Schereigenschaften und Ermüdungsfestigkeit. Metallurgische Eigenschaften bewerten die mikroskopische Qualität von Materialstrukturen und umfassen Metallflusslinien, metallografische Strukturen und Materialdiskontinuitäten wie Porosität und Risse.
4. Klassifizierung der Leistungsklassen von Verbindungselementen
Im Inland werden zwei wichtige Standardsysteme für Verbindungselemente übernommen: das allgemeine -nationale Standardsystem (GB-System) und das luft- und raumfahrtspezifische-System für Verbindungselemente. Unterschiede in den Betriebsumgebungen und technischen Indikatoren führen zu unterschiedlichen Einstufungsregeln für die mechanischen Eigenschaften zwischen den beiden Systemen.
4.1 Leistungsstufen nach dem GB National Standard System
In China gibt es derzeit 12 nationale Normen, die die mechanischen Eigenschaften von Verbindungselementen der Bolzenserie festlegen.
(1) Leistungsklassen von Bolzen, Schrauben und Stehbolzen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl
Basierend auf Zugfestigkeit und Streckgrenze werden neun Klassen definiert: 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 und 12,9. Herkömmlicherweise werden Güten unter 8,8 aus Kohlenstoffstahl hergestellt, während Güten von 8,8 und höher aus legiertem Stahl mit spezieller Wärmebehandlung hergestellt werden.
Markierungsformat: XY-Regeln sind wie folgt definiert:
Die Zahl vor dem Dezimalpunkt entspricht der Nennzugfestigkeit (MPa) geteilt durch 100;
Die Zahl nach dem Komma entspricht dem Ertragsverhältnis multipliziert mit 10;
Nominelle Streckgrenze=(Produkt der beiden Zahlen) ÷ 10.
Beispiel: Schraube der Güteklasse 9.8. Die Ziffer 9 bedeutet Nennzugfestigkeit=9 × 100=900 MPa; Die Ziffer 8 bedeutet Ertragsverhältnis=8 ÷ 10=0.8.
(2) Leistungsklassen von Bolzen, Schrauben und Stehbolzen aus Edelstahl
Verbindungselemente aus Edelstahl werden in drei Kategorien (austenitisch, martensitisch, ferritisch) und neun Materialgruppen unterteilt: A1, A2, A3, A4, A5, C1, C3, C4, F1. Kombiniert mit Umformprozessen entstehen 23 komplette Leistungsgüten.
Kennzeichnungsregel: Materialgruppe + zweistellige Festigkeitsnummer. Buchstaben stehen für Materialkategorien: A=austenitischer Edelstahl, C=martensitischer Edelstahl, F=ferritischer Edelstahl. Die beiden Ziffern repräsentieren ein -Zehntel des Zugfestigkeitswerts.
Beispiele: A2-70 bezieht sich auf austenitischen Edelstahl der Gruppe 2, der durch Kaltumformung mit einer Mindestzugfestigkeit von 700 MPa geformt wird; C3-80 bezieht sich auf martensitischen Edelstahl der Gruppe 3, der durch Abschrecken und Anlassen mit einer Mindestzugfestigkeit von 800 MPa behandelt wurde.
(3) Leistungsklassen von Verbindungselementen aus Nichteisenmetallen
Zu den üblichen Nichteisenmaterialien gehören Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen. Die Einstufung wird durch die Zugfestigkeit bestimmt und diese Verbindungselemente werden im Allgemeinen als Typen mit geringer Festigkeit klassifiziert. Verbindungselemente gleicher Qualität und Spezifikation weisen die gleiche Mindestzugbelastung auf. Die Qualitäten entsprechen den Materialqualitäten und Zugindikatoren. Kupferlegierungen gibt es in sieben Qualitäten: CU1, CU2, CU3, CU4, CU5, CU6, CU7; Aluminiumlegierungen gibt es in sechs Qualitäten: AL1, AL2, AL3, AL4, AL5, AL6.
Beispiel: CU2 steht für eine Kupferlegierung der Güteklasse 2 entsprechend Güteklasse H63 mit einer Zugfestigkeit von 370 MPa. Die Kennzeichnung besteht aus zwei Buchstaben plus einer Ziffer. Buchstaben entsprechen Symbolen chemischer Elemente (CU für Kupfer Cu, AL für Aluminium Al); Bei den Ziffern handelt es sich lediglich um Seriennummern, die nicht in aufsteigender Festigkeitsreihenfolge angeordnet sind, und entsprechen festen Materialqualitäten und mechanischen Parametern.
(4) Leistungsklassen von Stellschrauben
Stellschrauben sind ebenfalls Befestigungselemente mit Außengewinde, haben jedoch andere Bewertungskriterien als gewöhnliche Schrauben. Sie werden eher nach Härte als nach Zugfestigkeit klassifiziert.
Kohlenstoffstahl undStellschrauben aus legiertem Stahl: vier Qualitäten, nämlich 14H, 22H, 33H, 45H. Die Zahl bezeichnet ein -Zehntel der minimalen Vickers-Härte und H steht für die Härte. Beispielsweise bedeutet 14H die minimale Vickers-Härte=14 × 10=140 HV.
Gewindestifte aus Edelstahl: Es wird ausschließlich austenitischer Edelstahl verwendet, der in fünf Gruppen unterteilt ist, die den Edelstahlschrauben entsprechen: A1, A2, A3, A4, A5 mit identischer chemischer Zusammensetzung. Es sind zwei Härtegrade angegeben: 12H und 21H. 12H gilt für weiche austenitische Gewindestifte mit einer Mindesthärte von 125 HV; 21H gilt für kaltverfestigte, gehärtete Gewindestifte mit einer Mindesthärte von 210 HV.
