螺栓(bolt)由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称为螺栓连接。螺栓连接是可拆卸连接。根据结构形式的不同,螺栓可分为六角头螺栓(又称单头螺栓)、螺柱(又称双头螺栓),如图16.49、图16.50所示。而双头螺栓又分为全螺纹和非全螺纹两种,见图16.55。
双头螺柱的形状如图16.51所示,均可用于高温场合,其中全螺纹螺柱由于制造方便而广泛使用,中间细螺柱适用于承受反复冲击载荷而容易引起疲劳破坏的场合,由于中部较细,易产生弹性变形,其伸长量与其载荷成反比,所以当受到冲击载荷时,螺栓伸长与冲击内力成反比,即它抵抗冲击效果好,但它的抗拉强度较其他形状的低些;中间粗螺柱适用于450℃以上或在高压下、重视蠕变的场合使用;中间部分粗螺柱适用于承受剪切的场合。
螺栓/柱、螺母的螺纹有ISO公制螺纹和ISO英制螺纹,一般用途的螺纹则采用ISO公制螺纹的全系列:我国普遍采用的GB196普通螺纹,基本尺寸与ISO公制螺纹一致,齿角60°,齿高。对紧固件的设计和选用应符合有关标准的规定。
连接用螺栓性能等级分为3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等,其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火),通称为高强度螺栓,其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号由两部分数字组成,分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如,性能等级4.6级的螺栓,其含义是:螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级,螺栓材质的屈强比值为0.6,螺栓材质的公称屈服强度达((400×0.6)=240MPa级。性能等级10.9级的高强度螺栓,其材料经过热处理后,螺栓材质公称抗拉强度可达1000MPa级,螺栓材质的屈强比值为0.9,则螺栓材质的公称屈服强度达(1000×0.9)=900MPa级。螺栓性能等级的含义是国际通用的标准,相同性能等级的螺栓,其性能是相同的,设计上只选用性能等级即可。
等长双头螺柱、全螺纹螺柱的形式和尺寸应符合GB/T 901《等长双头螺柱B级》的要求,螺柱的端部按GB/T 2《紧固件外螺纹零件的末端》倒角端的要求。螺纹尺寸和公差应符合GB/T 196,GB/T 197《普通螺纹基本尺寸公差与配合》的要求。
拧入双头螺柱的形式和尺寸应符合《高压管、管件及紧固件通用设计》中的H16,H17的要求,螺纹尺寸和公差应符合GB/T 196,GB/T 197《普通螺纹基本尺寸公差与配合》和H5《高压管、管件及紧固件通用设计》的要求。螺柱的端部按GB/T2《紧固件外螺纹零件的末端》倒角端的要求。螺柱规格见表16.93。
管法兰螺栓在采用六角头螺栓时,六角头螺栓的形式和尺寸应符合GB/T 5782《六角头螺栓 A级和B级》和GB/T 5785《六角头螺栓 细牙 A级和B级》的要求,螺栓的端部按GB/T2《紧固件外螺纹零件的末端》倒角端的规定。六角头螺栓规格见表16.94。