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[摘 要]我公司设备配用标准螺栓在矿方使用过程中产生断裂，经过对其进行硬度、脱碳层与机械性能的检验与试验得出结论为符合标准GB/T 3098.1-2000的各项规定，为了能够利用现有试验设备及时有效的对各型号螺栓进行拉力载荷试验，判断其是否符合标准要求，我在对试验设备接头与标准要求进行分析与设计验证的情况下自行设计了适用于M20-M36各型号螺栓的试验工装，并在实际试验与检测过程中得到应用。
[关键词]标准螺栓 拉力载荷 试验 工装
中图分类号：TU623.6；TG52文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
1 前言
我公司针对矿用转载机链轮轴组端盖使用的六角头头部带孔螺栓频繁断裂问题，组织各相关部门技术人员认真分析断裂原因并决定对各型号易断螺栓进行硬度、脱碳层与机械性能的检验，抽取M12×30、M20×45、M20×50、M30×65与M30×80等螺栓各三件进行了硬度与脱碳层的检验，检验结论合格。但是公司无法对螺栓机械性能进行检验，经过部门多方打听并联系委托宁夏机械产品质量监督检验站进行检验，由于其试验设备与工装的局限性只能对M12×30与M20×45、M20×50三种螺栓进行检验，而无法对M30螺栓进行检验，检验内容为螺栓实物拉力载荷试验，试验结果符合GB/T3098.1-2000标准相关规定要求。
为了能够按标准规定对各种外购螺栓进行力学性能检验，特别是进行螺栓实物拉力载荷试验，通过对GB/T3098.1-2000标准的理解根据公司现有试验设备（100吨拉力试验机）性能设计了两套试验工装，该工装主要针对M20×50（10.9级）与M30×80（10.9级）螺栓进行螺栓实物拉力载荷试验，经过对两种设计方案的讨论与论证并进行了三次工装改进最终试验成功，得出试验数据符合标准要求。试验成功后将针对其它五种规格各级别螺栓（M22、M24、M27、M33、M36螺栓）设计合理的试验工装，并将改变公司外购螺栓无法进行机械性能检验的现状，将该试验应用到以后的各种规格螺栓检验中，并为合理判断各供应单位产品性能提供有力的试验数据。
2 设计原理
根据标准型号六角头螺栓结构与普通100吨拉力试验机卡头形状设计了一种套筒式联接试验装置，该装置为上下各一個套筒、各一个联接头，标准楔垫一件，根据受力情况对套筒及联接头受力部位进行了淬火处理，整体调质处理硬度范围HB280～320，淬火区域硬度范围HRC45～50才能够保证多次使用，可以根据实际工装材料进行选取硬度范围。按照标准要求设计制作了各型号楔垫，试验时根据试验螺栓的型号与级别带一个同型号但是要高于螺栓一个级别的螺母进行连接，试验时将螺栓大端（螺冒一端）配合楔垫安放在上套筒，螺杆与螺母联接于下套筒，安装时使用内六角扳手，也可以根据实际需要设计制作专用的内六角扳手进行安装使用，注意螺母拧合后至少应露出三道螺纹才能保证试验过程与试验结果有效，否则会造成试验被动中断或撸扣，试验装配图见下图1所示。该试验工装按套进行标识、摆放，使用过程中一定要注意配套使用，否则会损坏工装或造成无效试验的结果。
3 试验过程与试验数据
通过洛氏硬度仪试验确定了M20×45、M20×50、M30×80等三种螺栓的实际检测硬度，并通过金相显微镜检测得到以上三种螺栓的螺纹未脱碳层的最小高度E及全脱碳层的最大深度G，检验数据如表1，根据检验数据与标准值进行对比都符合要求。表1 螺栓检测数据表
以上数据根据GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和镙柱》的表3“螺栓、螺钉和镙柱的机械和物理性能”中相关规定均符合要求。但是为了进一步得到以上螺栓的最小拉力载荷来具体分析该螺栓的断裂原因使用该试验工装进行了拉伸试验以确定螺栓的拉力载荷，试验数据见表2。表2 最小拉力载荷试验数据表
4 结束语
通过以上试验确定了能够通过现有设备与工装进行标准螺栓的最小拉力载荷试验，并且根据检测结果均符合标准要求，可以判定以上三种型号的螺栓各项性能合格可正常投入使用，通过以上试验数据进行对比分析这三种螺栓各项性能都达到了规定要求，可以判定造成该型号螺栓断裂的原因是产品结构、螺栓配套使用情况等综合原因造成。
通过使用该工装试验的检测结果与试验稳定性判断可以对不同型号螺栓进行最小拉力载荷试验，特别是螺纹直径大于等于20mm的各型号螺栓，该项试验的推广与应用改变了公司外购螺栓无法进行机械性能检验的现状，并为合理判断各供应单位产品性能提供符合标准要求的试验数据。
[关键词]标准螺栓 拉力载荷 试验 工装
中图分类号：TU623.6；TG52文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
1 前言
我公司针对矿用转载机链轮轴组端盖使用的六角头头部带孔螺栓频繁断裂问题，组织各相关部门技术人员认真分析断裂原因并决定对各型号易断螺栓进行硬度、脱碳层与机械性能的检验，抽取M12×30、M20×45、M20×50、M30×65与M30×80等螺栓各三件进行了硬度与脱碳层的检验，检验结论合格。但是公司无法对螺栓机械性能进行检验，经过部门多方打听并联系委托宁夏机械产品质量监督检验站进行检验，由于其试验设备与工装的局限性只能对M12×30与M20×45、M20×50三种螺栓进行检验，而无法对M30螺栓进行检验，检验内容为螺栓实物拉力载荷试验，试验结果符合GB/T3098.1-2000标准相关规定要求。
为了能够按标准规定对各种外购螺栓进行力学性能检验，特别是进行螺栓实物拉力载荷试验，通过对GB/T3098.1-2000标准的理解根据公司现有试验设备（100吨拉力试验机）性能设计了两套试验工装，该工装主要针对M20×50（10.9级）与M30×80（10.9级）螺栓进行螺栓实物拉力载荷试验，经过对两种设计方案的讨论与论证并进行了三次工装改进最终试验成功，得出试验数据符合标准要求。试验成功后将针对其它五种规格各级别螺栓（M22、M24、M27、M33、M36螺栓）设计合理的试验工装，并将改变公司外购螺栓无法进行机械性能检验的现状，将该试验应用到以后的各种规格螺栓检验中，并为合理判断各供应单位产品性能提供有力的试验数据。
2 设计原理
根据标准型号六角头螺栓结构与普通100吨拉力试验机卡头形状设计了一种套筒式联接试验装置，该装置为上下各一個套筒、各一个联接头，标准楔垫一件，根据受力情况对套筒及联接头受力部位进行了淬火处理，整体调质处理硬度范围HB280～320，淬火区域硬度范围HRC45～50才能够保证多次使用，可以根据实际工装材料进行选取硬度范围。按照标准要求设计制作了各型号楔垫，试验时根据试验螺栓的型号与级别带一个同型号但是要高于螺栓一个级别的螺母进行连接，试验时将螺栓大端（螺冒一端）配合楔垫安放在上套筒，螺杆与螺母联接于下套筒，安装时使用内六角扳手，也可以根据实际需要设计制作专用的内六角扳手进行安装使用，注意螺母拧合后至少应露出三道螺纹才能保证试验过程与试验结果有效，否则会造成试验被动中断或撸扣，试验装配图见下图1所示。该试验工装按套进行标识、摆放，使用过程中一定要注意配套使用，否则会损坏工装或造成无效试验的结果。
3 试验过程与试验数据
通过洛氏硬度仪试验确定了M20×45、M20×50、M30×80等三种螺栓的实际检测硬度，并通过金相显微镜检测得到以上三种螺栓的螺纹未脱碳层的最小高度E及全脱碳层的最大深度G，检验数据如表1，根据检验数据与标准值进行对比都符合要求。表1 螺栓检测数据表
以上数据根据GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和镙柱》的表3“螺栓、螺钉和镙柱的机械和物理性能”中相关规定均符合要求。但是为了进一步得到以上螺栓的最小拉力载荷来具体分析该螺栓的断裂原因使用该试验工装进行了拉伸试验以确定螺栓的拉力载荷，试验数据见表2。表2 最小拉力载荷试验数据表
4 结束语
通过以上试验确定了能够通过现有设备与工装进行标准螺栓的最小拉力载荷试验，并且根据检测结果均符合标准要求，可以判定以上三种型号的螺栓各项性能合格可正常投入使用，通过以上试验数据进行对比分析这三种螺栓各项性能都达到了规定要求，可以判定造成该型号螺栓断裂的原因是产品结构、螺栓配套使用情况等综合原因造成。
通过使用该工装试验的检测结果与试验稳定性判断可以对不同型号螺栓进行最小拉力载荷试验，特别是螺纹直径大于等于20mm的各型号螺栓，该项试验的推广与应用改变了公司外购螺栓无法进行机械性能检验的现状，并为合理判断各供应单位产品性能提供符合标准要求的试验数据。