煤用振動篩的緊固件

周 雪，張 健，楊唯一，葉松浩

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

應用在各類機械設備上的標準緊固件包括鉚釘和螺栓兩大類。由于選煤廠振動篩的工作是在連續不斷振動中進行的，對于各零部件采用何種形式進行緊固更為牢固，筆者通過8 a參與振動篩制造和維護的工作，頗有體會。一些業內人士認為鉚釘鉚接優于螺栓緊固，但是事實上振動篩激振器安裝使用的是雙頭螺栓(屬于螺栓的一種)；國內外各種品牌振動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構螺栓上緊。鑒于此，筆者對螺栓連接和鉚釘連接形式進行了對比。

選煤廠振動篩使用的鉚釘，通常指的是美國HUCK品牌的鉚釘，并配專用工具。其對應國內的國標是GB/T 36993—2018《環槽鉚釘連接副 技術條件》。 所使用的螺栓螺母是指按照國家標準GB/T 5782—2016《六角頭螺栓》和GB/T 6170—2015《1型六角螺母》制造的產品，

筆者從力學性能、結構設計、安裝方式、產品質量幾個方面分別對鉚釘和螺栓進行對比。

1 力學性能對比

鉚釘連接形式和螺栓連接形式分別見圖1和圖2。

圖1 鉚釘連接形式

圖2 螺栓連接形式

常用的HUCK品牌的鉚釘的力學性能見表1。

表1 碳鋼釘及套環-力學性能

GBT3098.1—2010《緊固件機械性能 螺栓、螺釘和螺柱》中規定的振動篩常用螺栓保證載荷見表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M20規格的螺栓，它的最低拉力標準是255 kN，保證載荷是203 kN。當對螺栓施加拉伸載荷到255 kN時，螺栓不能有任何的塑性變形、開裂或者斷裂等，繼續施加載荷直到超過最低拉力標準255 kN的某一個數值時，數據開始回落直至螺栓斷裂，其過程所測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的抗拉伸力進行對比。

通過力學對比，直徑15.9 mm和直徑19.1 mm的鉚釘的力學性能要優于8.8級螺栓、M16螺栓和M20螺栓。直徑15.9 mm的鉚釘和10.9級M16螺栓的力學性能基本一致。12.9級的M16螺栓和M20螺栓的力學性能要優于前述的這2種鉚釘。

2 緊固件的規格表示

2.1 鉚釘

鉚釘連接緊固的特點：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，無法重復利用，更換時需要配合切割工具。

鉚釘規格表示：C50L(頭型)-(材料)(直徑)-(夾緊范圍代碼)-(表面處理方式)，示例如圖3。鉚釘的命名規則見表3，鉚釘釘桿頭型見表4。

圖3 鉚釘規格示例

表3 鉚釘的命名規則

表4 釘桿頭型簡介

釘帽的規格表示如下：

例如：LC-2R20G

標準套環、低碳鋼、直徑15.9 mm(5/8″)、鍍鋅。

在大型工程項目的土石方量測量過程中，以GPS-RTK 形式來確定三維的坐標，對兩期的測量信息相疊加，算出大型工程項目區域的土石方開挖量是一種可行性較強、精確性較好的方法。方格網法計算主要和方格邊長相關，掌握較為合適的邊長能夠確保計算的精確性。斷面法一般適合地形較狹長的場地，計算的精度取決于生成橫斷面的信息完整性。實際上，邊界不太規則的大型工程項目，其橫斷面的基礎數據一般不夠完整，難免存在較大的計算偏差，因此，此時采用方格網法進行土石方工程量的計算比較精準。

(套環類型)(材料)(直徑)(表面處理，其它可選項)

表5 鉚釘帽的命名規則

鉚釘對連接件的底孔大小也是有明確要求，見表6。

表6 鉚釘底孔尺寸

因為進行鉚接必須使用專用工具，因此在振動篩組裝工藝設計時應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是可拆解重復利用，使用扳手工具即可實現。沒有特殊要求的情況下，憑借操作人員的經驗上緊(如果是有彈簧墊圈的螺栓連接副，彈簧墊圈壓平即可)，如需有預緊力要求，可按照參數表，使用電動力矩扳手上緊。

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》中常用規格的螺栓標注示例如下：

GB/T 5783—2016，螺紋六角頭螺栓，M16×80，10.9級

六角螺母標識方法按GB/T 6170—2015《1型六角螺母》執行。

GB/T 6170—2015，螺母，M16，10級

螺母執行標準GB/T6170—2015，螺紋規格為M16，性能等級為10級。

螺栓和螺母配合等級表，見表8。

表8 螺母和螺栓搭配等級

從振動篩組裝考慮，鉚釘連接和螺栓連接各有優點。但考慮連接強度來說，并不像大多數人認為的鉚釘連接要比螺栓連接強度高，在10.9級及以上的螺栓強度會高于對應的鉚釘規格。

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)。鉚接形式簡單，按照鉚釘標準作業，確保垂直鉚接，接觸面無異物，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，也可用電動扳手，采用電動扳手，可提高工作效率。螺栓連接受人為因素影響比較多，需要經過系統學習才能成為合格的裝配鉗工。加力方式、加力順序等因素都會影響安裝效果。

4 緊固件的性價比

雖然國內一些廠商也能批量生產各規格的鉚釘，但目前振動篩的制造商大部分使用HUCK品牌，質量穩定性好。需專用工具才能緊固，所以鉚接的質量一直很穩定，不容易出問題。同規格的鉚釘價格是普通螺栓的3～5倍(表8)。對于機械制造廠而言，各類螺栓螺母均是大宗外購件，質量參差不齊，穩定性較差，所以建議使用單位要實施嚴格的質量檢驗制度。一般做法是：① 通過材質單判定其材質是否符合要求；② 通過通止規判定其螺紋是否符合要求(通規能旋入，止規旋轉1～2圈就無法旋入螺栓或者螺母)；③ 通過硬度計測量其熱處理后的硬度指標是否符合要求。對于關鍵部位的標準件應該委托有關部門進行力學性能檢測。高質量的螺栓同樣價格不菲，也會是普通螺栓的1～2倍。但總體來說，螺栓螺母的制作普及率高，使用率高，所以其價格對應鉚釘還是很有優勢的。

表9 緊固件詢價對比

5 緊固件在振動篩上的應用及注意事項

鉚釘由于其安裝簡便、快捷、質量穩定，在振動篩上應用的相當廣泛，但在長期使用中如果出現鉚釘斷裂現象主要是由于鉚接面之間的摩擦力失去導致的。所以在鉚接前，對鉚接面進行打磨并確保兩面完全接觸，促使摩擦力起作用。

在振動篩的實際使用過程中，容易松動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。主要松動的原因是：此位置拆卸篩板和更換盲板時要松動螺栓螺母，松動后再二次上緊，螺母的鎖緊力會降低。在振動過程中螺母松動，造成螺栓連接失效。為避免出現此問題發生，在振動篩拆卸舊部件后，安裝新部件時必須采用新螺栓螺母來緊固。

螺栓緊固，在振動篩上主要用于經常更換的易損件和高強度的激振器安裝。如果在振動篩工作中發現振動篩螺栓松動應及時處理更換，以免導致共振或次振動產生裂紋甚至斷裂。

鉚釘和螺栓在振動篩各部位的分布情況如下：

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

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

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

6 結 語

鉚釘緊固和螺栓緊固各有千秋，有共同均可適用的場合，但鉚釘能緊固的位置，能用10.9級以上螺栓替換。10.9級螺栓俗稱強力螺栓，以其安裝方便、安裝強度高等特點，廣泛應用在振動篩上。對螺栓緊固，筆者認為振動篩上的所有螺栓應該都采用電動扳手緊固。