ICS21.060.10 J13 中华人民共和国国家标准 GB/T32076.2—2015 预载荷高强度栓接结构连接副 第2部分:预载荷适应性 High-strengthstructuralboltingassembliesforpreloading— Part2:Suitabilityforpreloading 2015-10-09发布 2016-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T32076《预载荷高强度栓接结构连接副》包括以下部分: ———第1部分:通用要求; ———第2部分:预载荷适应性; ———第3部分:HR型 大六角头螺栓和螺母连接副; ———第4部分:HV型 大六角头螺栓和螺母连接副; ———第5部分:平垫圈; ———第6部分:倒角平垫圈; ———第7部分:M39~M64大六角头螺栓和螺母连接副。 本部分是GB/T32076的第2部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国紧固件标准化技术委员会(SAC/TC85)归口。 本部分负责起草单位:中机生产力促进中心。 本部分参加起草单位:山东高强紧固件有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、浙江烨凌实业有限 公司、江苏中成紧固技术发展有限公司、宁波中京电气科技有限公司、徐州市瑞达紧固件有限公司、宁波 九龙紧固件制造有限公司、北京金风科创风电设备有限公司、陕西海丰石油机械制造有限公司、晋亿实 业股份有限公司、机械工业通用零部件产品质量监督检测中心。 本部分由全国紧固件标准化技术委员会秘书处负责解释。 ⅠGB/T32076.2—2015 预载荷高强度栓接结构连接副 第2部分:预载荷适应性 1 范围 GB/T32076的本部分规定了预载荷高强度栓接结构连接副(以下简称栓接连接副)技术要求和试 验方法,以确保在金属结构中栓接连接副的预载荷适应性。 预载荷适应性试验规定了校核栓接连接副特性的方法,以保证按有关规定的拧紧方法达到要求的 预载荷及足够的安全系数,以防止超拧或断裂。 本部分适用于工业与民用建筑、桥梁、塔桅结构、锅炉钢结构、起重机械及其他钢结构用预载荷连接 的高强度螺栓连接副。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T32076.1 预载荷高强度栓接结构连接副 第1部分:通用要求 GB/T32076.3 预载荷高强度栓接结构连接副 第3部分:HR型 大六角头螺栓和螺母连接副 GB/T32076.4 预载荷高强度栓接结构连接副 第4部分:HV型 大六角头螺栓和螺母连接副 GB/T32076.5 预载荷高强度栓接结构连接副 第5部分:平垫圈 GB/T32076.6 预载荷高强度栓接结构连接副 第6部分:倒角平垫圈 GB/T32076.7 预载荷高强度栓接结构连接副 第7部分:M39~M64大六角头螺栓和螺母连 接副 3 术语和定义 GB/T32076.1界定的术语和定义适用于本文件。 4 代号和单位 A 机械加工试件的断后伸长率,%; As,公称螺纹公称应力截面积,mm2; d 螺纹公称直径,mm; Fb 试验中螺栓轴力,kN; Fbi 单个螺栓轴力值(与螺母转动、扭矩或螺栓伸长有关),kN; Fbm Fbi值的平均值,kN; Fbimax试验中,螺栓达到的最大轴力值,kN; Fp 规定预载荷,数值为0.7RmAs,kN; Rm 公称抗拉强度,MPa; k 扭矩系数; ki 扭矩系数的单个值; 1GB/T32076.2—2015 km 扭矩系数的平均试验值; lb有效有效预载荷螺栓长度,数值为总夹紧长度∑t加螺母公称高度之半,mm; M 试验中施加的扭矩,N·m; Mi 试验中施加的单个扭矩值,N·m; Mpi 试验中螺栓轴力第一次达到Fp时施加的单个扭矩值,N·m; Mspec施加到螺栓的规定扭矩值,N·m; n 试验结果的数量; sF Fbi值的标准偏差; sk k值的标准偏差; t 一个夹紧零件的厚度,mm; VF Fbi值的变异系数; Vk ki值的变异系数; θ 螺母相对于螺栓转动角度,(°); θpi 角度θ的单个值,在此角度时螺栓轴力首次达到Fp值,(°); θ1i 角度θ的单个值,在此角度时螺栓轴力达到其最大值Fbimax,(°); θ2i 角度θ的单个值,在此角度时试验中止,(°); Δθ1i 单个的角度差值(θ1i-θpi),(°); Δθ2i 单个的角度差值(θ2i-θpi),(°); Δθ2min在相应产品标准中规定要求的角度差值Δθ2i的最小值,(°); ∑t 总夹紧长度,螺母支承面与螺栓支承面之间的夹紧零件总长度,mm; ∑l 夹紧长度,总夹紧长度减去垫圈厚度,mm。 5 技术要求 栓接连接副的技术要求应符合GB/T32076.1第4章的规定。 6 适应性试验 6.1 试验原理 栓接连接副的适应性应按相关产品标准和本部分的规定,通过适应性试验进行验证。 试验原理:在拧紧栓接连接副的过程中进行测量,其参数如下: ———螺栓轴力; ———螺栓和螺母之间的相对转角; ———如有要求,测量扭矩; ———如有要求,测量螺栓伸长。 6.2 试验装置 安装栓接连接副的夹具应有足够的刚性。 注:通常,液压测量装置不能满足要求。 建议试验装置的刚度应尽可能高。 在螺栓头与螺母之间的螺栓长度应按表1规定的垫片进行调整,但垫片总数不应超过4片。 2GB/T32076.2—2015 表1 垫片 单位为毫米 螺栓螺纹规格 通孔直径 外径 厚度 垫片硬度a平行度 d≤M14 d+1 M14<d≤M24 d+2 d>M24 d+3应不小于栓接连接副垫圈外径,能 有效地将载荷适当地传递到装置≥245HRC~ 50HRC≤1% a与垫圈相接触的垫片。 螺栓轴力应通过一个校准的装置(如测力计)进行测量,不确定度为实际测试值的±2%,重复性误 差为±1%。 转角测量的不确定度为±1°。 扭矩测量应使用校准过的扭矩测量装置,不确定度和重复性误差应在±1%之内。 螺栓伸长量测量的不确定度应在±0.01mm之内。 6.3 试件 本试验应在栓接连接副试件上进行,该试件中至少应在螺母支承面下方安装一个垫圈。 按表1规定的栓接连接副试件应从一个单个栓接连接副批或扩展栓接连接副批中抽取(见6.2)。 试验栓接连接副的每个零件,只能使用一次。 除非供需另有协议(参见附录A),试验应在与交货状态相同的栓接连接副试件上进行,并不可改变 各零件的润滑状况。 6.4 试件安装 试件安装示意图(图1)可以包括测量装置需要的一组垫片(表1)。 栓接连接副试件和垫片应如下放置: ———连接副的一个垫圈放在螺母支承面下方; ———一个倒角垫圈或者一个倒角垫片放在螺栓支承面下方; ———总夹紧长度包括垫片和垫圈,应是相应产品标准允许的最小值。 说明: 1———螺母,在拧紧过程中转动; 2———栓接连接副的垫圈,防止转动; 3———垫片(组);4———校准的螺栓轴力测量装置(螺栓轴力传感器); 5———栓接连接副倒角垫圈或倒角垫片; 6———螺栓,防止转动。 a∑t总夹紧长度。 图1 试件安装示意图 3GB/T32076.2—2015 6.5 试验程序 试验应在环境温度为10℃~35℃条件下进行。 连续平稳转动螺母进行拧紧,并在试验过程中记录测量结果。 试验转速应为1r/min~10r/min。 螺栓或螺母支承面下方的垫圈/垫片在试验过程中均不应发生转动。如果在拧紧过程中任何一个 发生转动,本次试验作废,并应更换试件重新试验。 当以下任何一个条件最先得到满足时,应中止试验: ———螺母转动角度超过(θpi+Δθ2min); ———螺栓轴力下降到Fp; ———螺栓断裂失效。 对于每个栓接连接副试件,应测定下列曲线: ———转角-螺栓轴力曲线; ———扭矩-螺栓轴力曲线; ———要求时,伸长量-螺栓轴力曲线。 这些关系曲线的数据应能精确解释其结果,并与试验仪器的精度一致(见图2~图5)。 6.6 试验结果评估 6.6.1 转角-螺栓轴力曲线 从图2曲线中应获得下列数据: ———记录螺栓轴力首次达到Fp时的角度值θpi; ———记录螺栓轴力达到其最大值Fbimax时的角度值θ1i; ———记录试验中止时的角度值θ2i和对应的螺栓轴力值Fbi。 当θ1i不能从测量数据中精确测定时,应当通过计算曲线与比试验中得到的最大螺栓轴力Fbimax值 低1%水平线的两个交点对应的角度的平均值作为其数值。 测量角度θ2i的目的是获得一个螺母转动的指示指标,在此点螺栓轴力下降回到Fp。实际上,当角 度之间的差值Δθ2i达到根据相关产品标准(见6.5)规定要求的最小值Δθ2min时,试验可以停止。 从上面的角度测量可以确定下列值: ———角度差值Δθ1i,定义为(θ1i-θpi),对应达到螺栓最大轴力Fbimax点; ———角度差值Δθ2i定义为(θ2i-θpi),对应试验结束点。 a试验结束点。 图2 转角-螺栓轴力曲线 4GB/T32076.2—2015 6.6.2 设计预载荷下的扭矩-螺栓轴力曲线 按图3曲线获得一个单独的k值(ki),表示扭矩Mi对应的螺栓轴力Fp。ki值的计算如下: ki=Mi dFp ki值的变异系数Vk,是通过计算标准偏差和平均试验值km的比值得到的。 标准偏差sk和平均试验值km的计算如下: sk=∑(ki-km)2 n-1 和 km