煤用振動(dòng)篩的緊固件

周 雪，張 健，楊唯一，葉松浩

(1.唐山國(guó)華科技國(guó)際工程有限公司；2.唐山國(guó)華科技有限公司，河北 唐山 063020；3.北京國(guó)華科技集團(tuán)有限公司，北京 101300)

應(yīng)用在各類機(jī)械設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)緊固件包括鉚釘和螺栓兩大類。由于選煤廠振動(dòng)篩的工作是在連續(xù)不斷振動(dòng)中進(jìn)行的，對(duì)于各零部件采用何種形式進(jìn)行緊固更為牢固，筆者通過(guò)8 a參與振動(dòng)篩制造和維護(hù)的工作，頗有體會(huì)。一些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為鉚釘鉚接優(yōu)于螺栓緊固，但是事實(shí)上振動(dòng)篩激振器安裝使用的是雙頭螺栓(屬于螺栓的一種)；國(guó)內(nèi)外各種品牌振動(dòng)篩的有一些部位也不必全用鉚接；有些激振器梁反而用鋼結(jié)構(gòu)螺栓上緊。鑒于此，筆者對(duì)螺栓連接和鉚釘連接形式進(jìn)行了對(duì)比。

選煤廠振動(dòng)篩使用的鉚釘，通常指的是美國(guó)HUCK品牌的鉚釘，并配專用工具。其對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)的國(guó)標(biāo)是GB/T 36993—2018《環(huán)槽鉚釘連接副 技術(shù)條件》。 所使用的螺栓螺母是指按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5782—2016《六角頭螺栓》和GB/T 6170—2015《1型六角螺母》制造的產(chǎn)品，

筆者從力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝方式、產(chǎn)品質(zhì)量幾個(gè)方面分別對(duì)鉚釘和螺栓進(jìn)行對(duì)比。

1 力學(xué)性能對(duì)比

鉚釘連接形式和螺栓連接形式分別見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 鉚釘連接形式

圖2 螺栓連接形式

常用的HUCK品牌的鉚釘?shù)牧W(xué)性能見(jiàn)表1。

表1 碳鋼釘及套環(huán)-力學(xué)性能

GBT3098.1—2010《緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱》中規(guī)定的振動(dòng)篩常用螺栓保證載荷見(jiàn)表2。

表2 螺栓保證載荷

螺栓保證載荷的通俗解釋：比如10.9級(jí)M20規(guī)格的螺栓，它的最低拉力標(biāo)準(zhǔn)是255 kN，保證載荷是203 kN。當(dāng)對(duì)螺栓施加拉伸載荷到255 kN時(shí)，螺栓不能有任何的塑性變形、開裂或者斷裂等，繼續(xù)施加載荷直到超過(guò)最低拉力標(biāo)準(zhǔn)255 kN的某一個(gè)數(shù)值時(shí)，數(shù)據(jù)開始回落直至螺栓斷裂，其過(guò)程所測(cè)得的拉力最高值就是該螺栓的最終拉力值。為此用螺栓的保證載荷和鉚釘?shù)目估炝M(jìn)行對(duì)比。

通過(guò)力學(xué)對(duì)比，直徑15.9 mm和直徑19.1 mm的鉚釘?shù)牧W(xué)性能要優(yōu)于8.8級(jí)螺栓、M16螺栓和M20螺栓。直徑15.9 mm的鉚釘和10.9級(jí)M16螺栓的力學(xué)性能基本一致。12.9級(jí)的M16螺栓和M20螺栓的力學(xué)性能要優(yōu)于前述的這2種鉚釘。

2 緊固件的規(guī)格表示

2.1 鉚釘

鉚釘連接緊固的特點(diǎn)：主要用于不更換或者很少更換的零部件位置的緊固，由于鉚釘一次性使用，無(wú)法重復(fù)利用，更換時(shí)需要配合切割工具。

鉚釘規(guī)格表示：C50L(頭型)-(材料)(直徑)-(夾緊范圍代碼)-(表面處理方式)，示例如圖3。鉚釘?shù)拿?guī)則見(jiàn)表3，鉚釘釘桿頭型見(jiàn)表4。

圖3 鉚釘規(guī)格示例

表3 鉚釘?shù)拿?guī)則

表4 釘桿頭型簡(jiǎn)介

釘帽的規(guī)格表示如下：

例如：LC-2R20G

標(biāo)準(zhǔn)套環(huán)、低碳鋼、直徑15.9 mm(5/8″)、鍍鋅。

在大型工程項(xiàng)目的土石方量測(cè)量過(guò)程中，以GPS-RTK 形式來(lái)確定三維的坐標(biāo)，對(duì)兩期的測(cè)量信息相疊加，算出大型工程項(xiàng)目區(qū)域的土石方開挖量是一種可行性較強(qiáng)、精確性較好的方法。方格網(wǎng)法計(jì)算主要和方格邊長(zhǎng)相關(guān)，掌握較為合適的邊長(zhǎng)能夠確保計(jì)算的精確性。斷面法一般適合地形較狹長(zhǎng)的場(chǎng)地，計(jì)算的精度取決于生成橫斷面的信息完整性。實(shí)際上，邊界不太規(guī)則的大型工程項(xiàng)目，其橫斷面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一般不夠完整，難免存在較大的計(jì)算偏差，因此，此時(shí)采用方格網(wǎng)法進(jìn)行土石方工程量的計(jì)算比較精準(zhǔn)。

(套環(huán)類型)(材料)(直徑)(表面處理，其它可選項(xiàng))

表5 鉚釘帽的命名規(guī)則

鉚釘對(duì)連接件的底孔大小也是有明確要求，見(jiàn)表6。

表6 鉚釘?shù)卓壮叽?/p>

因?yàn)檫M(jìn)行鉚接必須使用專用工具，因此在振動(dòng)篩組裝工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到要有足夠的工具操作空間。

2.2 螺栓

螺栓連接緊固的特點(diǎn)是可拆解重復(fù)利用，使用扳手工具即可實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有特殊要求的情況下，憑借操作人員的經(jīng)驗(yàn)上緊(如果是有彈簧墊圈的螺栓連接副，彈簧墊圈壓平即可)，如需有預(yù)緊力要求，可按照參數(shù)表，使用電動(dòng)力矩扳手上緊。

表7 螺栓的力矩范圍

螺栓的種類繁多，GB/T 5783—2016 《六角頭螺栓 全螺紋》中常用規(guī)格的螺栓標(biāo)注示例如下：

GB/T 5783—2016，螺紋六角頭螺栓，M16×80，10.9級(jí)

六角螺母標(biāo)識(shí)方法按GB/T 6170—2015《1型六角螺母》執(zhí)行。

GB/T 6170—2015，螺母，M16，10級(jí)

螺母執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T6170—2015，螺紋規(guī)格為M16，性能等級(jí)為10級(jí)。

螺栓和螺母配合等級(jí)表，見(jiàn)表8。

表8 螺母和螺栓搭配等級(jí)

從振動(dòng)篩組裝考慮，鉚釘連接和螺栓連接各有優(yōu)點(diǎn)。但考慮連接強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，并不像大多數(shù)人認(rèn)為的鉚釘連接要比螺栓連接強(qiáng)度高，在10.9級(jí)及以上的螺栓強(qiáng)度會(huì)高于對(duì)應(yīng)的鉚釘規(guī)格。

3 緊固條件比較

3.1 鉚釘緊固的工作條件

采用專用鉚釘槍進(jìn)行緊固，需有配套的有電源保證的液壓站220 V(50 Hz)。鉚接形式簡(jiǎn)單，按照鉚釘標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，確保垂直鉚接，接觸面無(wú)異物，都能鉚接牢固，而且鉚接效率高。

3.2 螺栓緊固的工作條件

可用手工扳手，也可用電動(dòng)扳手，采用電動(dòng)扳手，可提高工作效率。螺栓連接受人為因素影響比較多，需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)才能成為合格的裝配鉗工。加力方式、加力順序等因素都會(huì)影響安裝效果。

4 緊固件的性價(jià)比

雖然國(guó)內(nèi)一些廠商也能批量生產(chǎn)各規(guī)格的鉚釘，但目前振動(dòng)篩的制造商大部分使用HUCK品牌，質(zhì)量穩(wěn)定性好。需專用工具才能緊固，所以鉚接的質(zhì)量一直很穩(wěn)定，不容易出問(wèn)題。同規(guī)格的鉚釘價(jià)格是普通螺栓的3～5倍(表8)。對(duì)于機(jī)械制造廠而言，各類螺栓螺母均是大宗外購(gòu)件，質(zhì)量參差不齊，穩(wěn)定性較差，所以建議使用單位要實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)制度。一般做法是：① 通過(guò)材質(zhì)單判定其材質(zhì)是否符合要求；② 通過(guò)通止規(guī)判定其螺紋是否符合要求(通規(guī)能旋入，止規(guī)旋轉(zhuǎn)1～2圈就無(wú)法旋入螺栓或者螺母)；③ 通過(guò)硬度計(jì)測(cè)量其熱處理后的硬度指標(biāo)是否符合要求。對(duì)于關(guān)鍵部位的標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)該委托有關(guān)部門進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)。高質(zhì)量的螺栓同樣價(jià)格不菲，也會(huì)是普通螺栓的1～2倍。但總體來(lái)說(shuō)，螺栓螺母的制作普及率高，使用率高，所以其價(jià)格對(duì)應(yīng)鉚釘還是很有優(yōu)勢(shì)的。

表9 緊固件詢價(jià)對(duì)比

5 緊固件在振動(dòng)篩上的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

鉚釘由于其安裝簡(jiǎn)便、快捷、質(zhì)量穩(wěn)定，在振動(dòng)篩上應(yīng)用的相當(dāng)廣泛，但在長(zhǎng)期使用中如果出現(xiàn)鉚釘斷裂現(xiàn)象主要是由于鉚接面之間的摩擦力失去導(dǎo)致的。所以在鉚接前，對(duì)鉚接面進(jìn)行打磨并確保兩面完全接觸，促使摩擦力起作用。

在振動(dòng)篩的實(shí)際使用過(guò)程中，容易松動(dòng)的位置就是用螺栓緊固的位置，例如：楔塊壓板的壓板螺栓，入料盲板墊板螺栓。主要松動(dòng)的原因是：此位置拆卸篩板和更換盲板時(shí)要松動(dòng)螺栓螺母，松動(dòng)后再二次上緊，螺母的鎖緊力會(huì)降低。在振動(dòng)過(guò)程中螺母松動(dòng)，造成螺栓連接失效。為避免出現(xiàn)此問(wèn)題發(fā)生，在振動(dòng)篩拆卸舊部件后，安裝新部件時(shí)必須采用新螺栓螺母來(lái)緊固。

螺栓緊固，在振動(dòng)篩上主要用于經(jīng)常更換的易損件和高強(qiáng)度的激振器安裝。如果在振動(dòng)篩工作中發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩螺栓松動(dòng)應(yīng)及時(shí)處理更換，以免導(dǎo)致共振或次振動(dòng)產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。

鉚釘和螺栓在振動(dòng)篩各部位的分布情況如下：

(1)生產(chǎn)中需要更換部位：如激振器、篩板、側(cè)壓板、入料擋板，連接緊固位置為螺栓配合鎖緊螺母。

(2)生產(chǎn)中不需更換部位：如激振器梁、底梁、吊裝梁、側(cè)板及加強(qiáng)角鋼，連接緊固件為鉚釘連接。

(3)鉚釘連接位置可以用10.9級(jí)螺栓替代，但10.9級(jí)螺栓連接位置不一定能用鉚釘替代。

6 結(jié) 語(yǔ)

鉚釘緊固和螺栓緊固各有千秋，有共同均可適用的場(chǎng)合，但鉚釘能緊固的位置，能用10.9級(jí)以上螺栓替換。10.9級(jí)螺栓俗稱強(qiáng)力螺栓，以其安裝方便、安裝強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在振動(dòng)篩上。對(duì)螺栓緊固，筆者認(rèn)為振動(dòng)篩上的所有螺栓應(yīng)該都采用電動(dòng)扳手緊固。