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一种高强度预应锚固螺栓

阅读:417发布:2021-06-15

专利汇可以提供一种高强度预应锚固螺栓专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种高强度预应 力 锚固 螺栓 ,该预 应力 锚固螺栓通过对螺栓牙型数据、 螺纹 和杆部过渡带、 热处理 工艺和螺栓材料的改进,改变了预应力 混凝土 用螺纹 钢 筋在使用过程中存在的疲劳寿命低、脆性大、韧性差、弹性差、螺纹安装 精度 差、易松动、张拉后力学性能差等问题,高强度预应力锚固螺栓的研制成功,解决了国内 风 机 基础 建设先进技术的引用,较传统风机基础使用的普通螺纹钢产品节省 钢筋 30%以上,节省混凝土40%以上,降低土方量50%,总造价较传统风机基础节省25%到35%。施工周期大幅缩短。,下面是一种高强度预应锚固螺栓专利的具体信息内容。

1.一种高强度预应锚固螺栓,包括螺杆和螺纹部,其特征在于,所述螺纹部的牙型为:
螺杆滚压中径在Φ28mm-Φ40mm时对应的牙型数据:牙型为等腰梯形,螺距为4mm,牙高
2.4mm,中径牙宽2mm,螺纹沟底圆半径为0.5mm,螺牙圆角半径为0.2mm,牙型角为36°;
螺杆滚压中径在Ф45mm-Ф60mm时对应的牙型数据:牙型为等腰梯形,螺距为6mm,牙高
3mm,中径牙宽3mm,螺纹沟底圆角半径为0.8mm,螺牙圆角半径为0.3mm,牙型角为36°;
螺杆滚压中径在Ф40mm-Ф60mm,并在岩体中打孔灌注高强度灌浆料时对应的牙型数据:牙型为等腰梯形,螺距为8mm,牙高2.4mm,牙底宽4mm,螺纹沟底圆角半径为1mm,螺牙圆角半径为0.5mm,牙型角为40°。
2.如权利要求1所述的一种高强度预应力锚固螺栓,其特征在于,所述螺纹部和螺杆的过渡处设置40-50mm的过渡带,过渡带的螺纹由滚压中经逐步过渡到螺纹小径。
3.如权利要求1所述的一种高强度预应力锚固螺栓,其特征在于,螺栓材料含量小于10mg/m3,氮含量小于12mg/m3,氢含量小于2mg/m3,磷硫含量小于0.020%。
4.如权利要求1所述的一种高强度预应力锚固螺栓,其特征在于,螺栓热处理工艺为快速热处理:加热速度达到100℃/s以上。

说明书全文

一种高强度预应锚固螺栓

技术领域

[0001] 本发明涉及一种锚固螺栓,尤其涉及一种电场机组地基基础用高强度预应力锚固螺栓。

背景技术

[0002] 目前国内的风机基础建设引用国外的先进技术,其基础用为高强度螺纹钢棒;国内在运用国外风机基础先进技术时,使用了预应力混凝土用螺纹钢筋,此种产品是一种热轧型带有不连续的外螺纹的直条钢筋,适合在混凝土浇筑过程中使用,与混凝土共同构成预应力构件;预应力混凝土用螺纹钢筋用于风机基础存在以下缺点:1、杆体强度虽高,但材料脆性大、韧性差、弹性差、疲劳寿命低;2、轧制的不连续的外螺纹尺寸精度差,螺纹与螺母的安装精度差,易松动,张拉性能差,截面粗糙不均匀,在风机基础建设中预应力混凝土用螺纹钢筋使用时是安装在PVC管内部不与混凝土接触,安装后对风机基础的每根螺纹钢筋施加张力,由于螺纹钢筋的脆性大,在施加张力后螺纹钢筋发生了延迟断裂。使得风机基础建设的先进技术,由于没有能满足使用要求的高强度螺纹钢棒而停滞不前。
[0003] 针对预应力混凝土用螺纹钢筋在使用过程中存在的疲劳寿命低,脆性大、韧性差、弹性差,螺纹安装精度差、易松动、张拉力后力学性能差等问题,我公司研制了风机基础用高强度预应力锚固螺栓。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种高强度预应力锚固螺栓,该螺栓具有高强度,不易断裂,韧性弹性好等优点。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
[0006] 一种高强度预应力锚固螺栓,其特征在于,包括螺杆和螺纹部,其特征在于,所述螺纹部的牙型为:
[0007] 牙型为等腰梯形,螺距为4mm,牙高2.4mm,中径牙宽2mm,螺纹沟底圆半径为0.5mm,螺牙圆角半径为0.2mm,牙型角为36°;
[0008] 或为:牙型为等腰梯形,螺距为6mm,牙高3mm,中径牙宽3mm,螺纹沟底圆角半径为0.8mm,螺牙圆角半径为0.3mm,牙型角为36°;
[0009] 或为::牙型为等腰梯形,螺距为8mm,牙高2.4mm,牙底宽4mm,螺纹沟底圆角半径为1mm,螺牙圆角半径为0.5mm,牙型角为40°。
[0010] 所述螺纹部和螺杆的过度处设置40-50mm的过渡带,过渡带的螺纹由滚压中经逐步过渡到螺纹小径。
[0011] 螺栓材料钢中含量小于10mg/m3,氮含量小于12mg/m3,氢含量小于2mg/m3,磷硫含量小于0.020%。
[0012] 螺栓热处理工艺为快速热处理:加热速度达到100℃/s以上。
[0013] 本发明的有益效果:
[0014] 高强度预应力锚固螺栓的研制成功,解决了国内风机基础建设先进技术的引用,较传统风机基础使用的普通螺纹钢产品节省钢筋30%以上,节省混凝土40%以上,降低土方量50%,总造价较传统风机基础节省25%到35%。施工周期大幅缩短。附图说明
[0015] 以下将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的描述,其中:
[0016] 图1是本发明所述的锚固螺栓的一种类型结构示意图;
[0017] 图2是本发明所述的锚固螺栓的另一种类型结构示意图;
[0018] 图3是本发明所述的锚固螺栓的螺纹示意图;
[0019] 图4是本发明所述的锚固螺栓的第一种牙型数据;
[0020] 图5是本发明所述的锚固螺栓的第二种牙型数据;
[0021] 图6是本发明所述的锚固螺栓的第三种牙型数据;
[0022] 图7是本发明所述的锚固螺栓的螺纹和杆部过渡示意图。

具体实施方式

[0023] 实施例1
[0024] 一种高强度预应力锚固螺栓,包括螺杆1和螺纹部2,图1和2分别是两种常见的预应力锚固螺栓,图1是使用六角螺母,图2是使用连接器连接。
[0025] 螺栓是一种典型的多缺口零件,其疲劳性能将明显地受到螺栓的结构、牙型尺寸、材料及制造工艺等多种因素的影响,根据螺栓连接体所特有的力学因素,螺栓的螺纹沟是螺栓外载作用下应力的集中点,螺纹沟直径越接近滚压时圆钢的直径,承载力越大,也利于滚压成型,但牙型高度不够又影响牙型的强度。通过对牙型的强度计算,对螺栓最小直径的强度计算,科学合理的实验、精确模拟的确定螺纹沟底直径,圆角半径、牙型角,即在满足强度要求还要满足滚压螺纹加工的工艺要求,通过无数次的滚压实验和力学性能试验得到了4000多个螺栓的力学性能数据和牙型数据,最终确定了三种螺距的锚栓牙型数据。
[0026] 图4是滚压中径在Ф28-Ф40对应的牙型数据:牙型为等腰梯形,螺距为4mm,牙高2.4mm,中径牙宽2mm,螺纹沟底圆角半径为0.5mm,螺牙圆角半径为0.2mm,牙型角(螺纹相邻两牙侧交角)为36°。
[0027] 图5是滚压中径在Ф45-Ф60对应的牙型数据:牙型为等腰梯形,螺距为6mm,牙高3mm,中径牙宽3mm,螺纹沟底圆角半径为0.8mm,螺牙圆角半径为0.3mm,牙型角(螺纹相邻两牙侧交角)为36°。
[0028] 图6是滚压中径在Ф40-Ф60,并在岩体中打孔灌注高强度灌浆料时对应的牙型数据:牙型为等腰梯形,螺距为8mm,牙高2.4mm,牙底宽4mm,螺纹沟底圆角半径为1mm,螺牙圆角半径为0.5mm,牙型角(螺纹相邻两牙侧交角)为40°。
[0029] 除螺纹沟外,两端部带螺纹的螺栓影响螺栓强度的另一薄弱部位是螺纹与杆部的过渡处,在设计时过渡处不形成截面的突变,采用了40~50mm左右的过渡带,由滚压中径逐步到螺纹小径,消除了应力集中点的产生,提高了螺栓对客观环境的适配性。如图7所示。
[0030] 高强度预应力锚固螺栓能有好的机械性能和力学性能,要靠以下几点来保证:
[0031] 1.具有优良的合金材料,钢中氧含量小于10mg/m3,氮含量小于12mg/m3,氢含量小于2mg/m3,磷硫含量小于0.020%。冷滚压高强度预应力锚固螺栓用钢的纯净化、低合金化、微合金化从源头保证了工程结构件对环境的适应性和材料的强韧性。
[0032] 螺纹几何参数的设计,保证了强度要求和冷滚压的成型工艺要求,设计的牙型为等腰梯形,牙型角为18°和20°易于滚压成型,对中性能好,牙根处强度高。螺纹的冷滚压是在ZA28-63型或ZA28-125型滚丝机上室温滚压成型的。
[0033] 达到高强度预应力锚固螺栓的力学性能是在感应加热快速热处理技术装备上实现的。感应加热快速热处理技术可以显著地改善钢材的力学性能,提高钢材的表面质量。端部螺纹和全螺纹螺栓是在连续加热,淬火、回火的全自动热处理生产线上完成调质处理。螺栓的加热速度可以达到100℃/s以上,钢材的加热淬火过程中,螺栓在运行状态时螺旋型直线运动,可保持螺栓原有的精度螺纹表面,螺栓在低密度空气介质环境中加热。由于螺栓在高于850℃的高温条件下停留时间不超过8秒,螺栓表面只能形成轻微的致密氧化层,保证了螺纹原有的精度。有了这种感应加热快速热处理技术装备才实现了螺栓的先成型后热处理的工艺,即保证了螺栓的精度又保证了螺栓的高强度。
[0034] 本领域技术人员将会认识到,在不偏离本发明的保护范围的前提下,可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合,并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内的。
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