前两天我看到一个2吨的叉车,升降货叉与链条之间是采用一个M10的螺钉连接在一起,那么一个M10的螺钉能否满足2吨货车的使用要求?螺钉随处可见,对于碳钢螺钉,上面都会标注性能等级参数,比如12.9,其中12代表抗拉强度为1200MPa,9表示屈服强度是抗拉强度的0.9倍,虽然参数值写的很明确,但大多数人并不清楚1200MPa是多大的力,今天就举例说明一颗M10的螺钉承载能力。 先上结论:一颗碳钢M10性能等级8.8的螺钉可以承受33700N的拉力,大概3吨重量。规定非比例延伸0.2%的应力(屈服)Rp0.2:640MPa (0.8×800)保证应力Sp:d≤16mm时580MPa,d>16mm时600MPa(不适用栓接结构,栓接d以12mm为界)
M10最小拉力载荷Fm,min=A×Rm,min=58mm²×800MPa=58×10-4×800×106=46400NM10保证载荷Fp=A×Sp=58mm²×580MPa≈33700N结论:M10螺钉可以承受33700N的拉力,大概3吨重量。下表是碳钢或合金钢螺钉的机械性能表,比如8.8级对应的抗拉强度为800MPa。下表碳钢或合金钢螺钉的最小拉力载荷表,比如M10性能等级8.8的螺钉的最小拉力载荷为46400N。下面是碳钢或合金钢螺钉保证载荷表,也就是螺钉可以安全使用的载荷,比如M10 8.8的螺钉的保证载荷为33700N。总之做机械设计不能靠经验或者口口相传,一定要有理论计算,只有这样心里才更有底,设计出来的东西才更可靠。参考文献:GBT3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺柱和螺钉更多工业自动化的知识和教程,可参见官网 CAD2D3D.com
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