4.8級螺栓可以承受多大拉力?

4.8級M20的螺栓緊固件,最小能承受多大的重量或者拉力?
我查了下相關資料,4.8級的抗拉強度為400 MPa(N/mm2),M20的橫截面積為227mm2.
最小抗拉力F=400*227=90800N.
90800N?? 那差不多等於9080kg,也就是9噸物體產生的拉力啊……
我總覺得嚴重有問題,哪有那麼強大的,跪求專家知道。

一個最大約3噸的東西,用4個4.8級的M20*45的螺栓固定著,行不行。


小小螺絲學問大,4.8級的螺栓4代表著抗拉強度為400Mpa,8代表著屈強比為0.8,也就是說此螺栓的屈服強度為320Mpa,所以樓主在估算4.8級M20螺栓承載能力時的參考值應該是屈服強度320Mpa而不是抗拉強度400Mpa,而且320Mpa也是不能直接拿來計算的,切記機械裡面的幾乎一切零件只允許工作在彈性變形狀態!絕對不能工作在屈服狀態和塑變狀態!再來談談4.8級的螺栓大概是個什麼鬼吧,從它的屈服強度來看做這種螺栓的材料和Q345是一個級別的,在國內很有可能就是Q345直接搓絲的(正常應該是優質低碳碳素鋼),Q345又是個什麼鬼呢?這種材料是一種低合金結構鋼,一般用來做焊接件,鋼結構,如只保證屈服強度不保證化學成分,也就是裡面的P、S、Si等含量控制不是很嚴格,而這些雜質對於鋼材的斷裂破壞有著深遠的影響,螺紋連接安裝的正確與否也直接導致了螺栓的承載的可靠程度,按照大量實驗數據統計下來4.8級M20的螺栓其緊固力矩為176N.M左右,至於為什麼需要這麼大的緊固力矩這得從螺紋牙的受載情況說起,學過機械的都應該知道,螺栓破壞的形式80%是螺桿被拉斷,而這個數據的前提是所有連接段的螺牙均參與了受載,比如參與旋合的螺母有5圈牙,你可以計算下5圈牙的根部受載面積是大於螺栓橫截面面積的(這裡把螺牙簡化為懸臂樑來直觀解釋,而實際情況比這種簡化複雜),所以螺牙根部的應力是<螺栓截面上的應力的,所以螺桿被拉斷的概率大於螺牙滑絲的概率,而實際使用時5圈螺牙的受力並非均勻,如果螺栓沒有預緊那麼第一圈牙很可能承受了總載荷的60%,這種情況下第一圈螺牙極易滑絲,而只要第一牙滑絲即將發生多骨諾米牌效應,一發而不可收拾,這是一種很危險的狀態,所以螺栓必須在有預緊力的狀態下使用,即使是預緊了第一圈也承受了將近總載荷的30%左右的載荷而處於高應力狀態,5圈過後的牙基本不受力,所以我們沒有看到超長的螺母只有長的螺栓就是這個道理,螺栓連接還要考慮蠕變,延時斷裂,連接剛性等等,樓主3噸的載荷也算不小了,結合我國標準件的製造水準和質量穩妥起見我建議樓主使用6枚8.8級的M20螺栓,並且按預緊力矩425N.M擰緊,不要小看螺絲上到火箭下到自行車都用的,真的懂螺絲會擰螺絲的不多了,最後推薦一本介紹螺紋的權威著作給樓主和眾知友《高強度螺栓摩擦連接概論》日:田島二郎著,螺栓玩的好的有瑞典的nord lock和日本的hard lock,我國火箭動車等重要場合的螺絲均採購於他們,他們的螺絲經過NASA最嚴格振動測試實驗,對於一個螺絲都玩不好的國家實在是有太多的唏噓......


匿名者,問出這種問題就是懶得看書。

隨便來本機械設計手冊,緊固件章節都有螺栓基本計算,或者一套國標3098就解決。

你的計算主要有以下問題:

1.在默認你用的粗牙螺紋前提下,M20應力截面積是245平方毫米,這個3098有。

2.不能直接用抗拉極限計算,那個是考察螺栓斷掉的指標,沒人會用這個指標做設計。應該用保證應力,4.8保證應力310MPa。這個3098也有。

3.按照上述,總保證載荷有76000,這個數也是3098上抄的。

綜上,單個M20螺栓承受載荷還真是不小,不過前提條件是僅受軸向靜載荷的松螺栓,這在實際中簡直跟勻速直線運動一樣難得。大部分情況下還是擰緊使用的,因此還要考慮到:

4.螺栓擰緊時候是有很大預應力的,這個跟擰緊扭矩有如下關係:

扭矩=扭矩係數x螺栓軸向預緊力x公稱直徑

扭矩係數在0.15到0.2之間。


今天也遇見了需要算螺栓受力的問題,找了好半天資料,還算找到了,GB50017鋼結構設計規範中給定的普通4.8級螺栓最大抗拉強度為170MPa,M20螺栓的有效截面面積245 mm^{2} ,所以最大拉力應該是170*245。4噸多一點。


專業相關。

首先螺栓緊固的承受抗拉載荷不應該用橫截面積*抗拉強度來計算,這個計算只對軸有效,對於螺栓緊固的受力主要靠螺栓和螺母的牙來承受而不是像軸一樣整個界面都受力,如果是相關專業應該到這裡就能明白了。

因我手頭沒有相應的資料,應該可以從機械設計手冊查到,螺栓、螺母的許用載荷。

再加一點個人理解,

1.你所求的載荷不僅與螺栓有關,螺母厚度關係也很大,必須2者取小。

2.在1中所求的載荷必須校驗是否大於螺栓本身的抗拉強度,就是你算的這個強度。個人感覺一般不會超過這個強度,不過因為我沒資料,請自行驗證


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