一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，該預(yù)應(yīng)力錨固螺栓通過(guò)對(duì)螺栓牙型數(shù)據(jù)、螺紋和桿部過(guò)渡帶、熱處理工藝和螺栓材料的改進(jìn)，改變了預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋在使用過(guò)程中存在的疲勞壽命低、脆性大、韌性差、彈性差、螺紋安裝精度差、易松動(dòng)、張拉后力學(xué)性能差等問(wèn)題，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨固螺栓的研制成功，解決了國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)先進(jìn)技術(shù)的引用，較傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)使用的普通螺紋鋼產(chǎn)品節(jié)省鋼筋 30% 以上，節(jié)省混凝土 40% 以上，降低土方量 50% ，總造價(jià)較傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)節(jié)省 25% 到 35% 。施工周期大幅縮短。
【專利說(shuō)明】一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種錨固螺栓，尤其涉及一種風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組地基基礎(chǔ)用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)引用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，其基礎(chǔ)用鋼為高強(qiáng)度螺紋鋼棒；國(guó)內(nèi)在運(yùn)用國(guó)外風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)先進(jìn)技術(shù)時(shí)，使用了預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋，此種產(chǎn)品是一種熱軋型帶有不連續(xù)的外螺紋的直條鋼筋，適合在混凝土澆筑過(guò)程中使用，與混凝土共同構(gòu)成預(yù)應(yīng)力構(gòu)件；預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋用于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)存在以下缺點(diǎn):1、桿體強(qiáng)度雖高，但材料脆性大、韌性差、彈性差、疲勞壽命低；2、軋制的不連續(xù)的外螺紋尺寸精度差，螺紋與螺母的安裝精度差，易松動(dòng)，張拉性能差，截面粗糙不均勻，在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)中預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋使用時(shí)是安裝在管內(nèi)部不與混凝土接觸，安裝后對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的每根螺紋鋼筋施加張力，由于螺紋鋼筋的脆性大，在施加張力后螺紋鋼筋發(fā)生了延遲斷裂。使得風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)的先進(jìn)技術(shù)，由于沒(méi)有能滿足使用要求的高強(qiáng)度螺紋鋼棒而停滯不前。
[0003]針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋在使用過(guò)程中存在的疲勞壽命低，脆性大、韌性差、彈性差，螺紋安裝精度差、易松動(dòng)、張拉力后力學(xué)性能差等問(wèn)題，我公司研制了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨固螺栓。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，該螺栓具有高強(qiáng)度，不易斷裂，韌性彈性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，其特征在于，包括螺桿和螺紋部，其特征在于，所述螺紋部的牙型為:
[0007]牙型為等腰梯形，螺距為4臟，牙高2.4111111，中徑牙寬2111111，螺紋溝底圓角半徑為0.5臟，螺牙圓角半徑為0.2111111，牙型角為36° ；
[0008]或?yàn)?牙型為等腰梯形，螺距為6111111，牙高3111111，中徑牙寬3111111，螺紋溝底圓角半徑為0.8111111，螺牙圓角半徑為0.3111111，牙型角為36。；
[0009]或?yàn)?:牙型為等腰梯形，螺距為牙高2.4臟，牙底寬4臟，螺紋溝底圓角半徑為1111111，螺牙圓角半徑為0.5111111，牙型角為40°。
[0010]所述螺紋部和螺桿的過(guò)度處設(shè)置40-50臟的過(guò)渡帶，過(guò)渡帶的螺紋由滾壓中經(jīng)逐步過(guò)渡到螺紋小徑。
[0011]螺栓材料鋼中氧含量小于101118/1113，氮含量小于121118/1113，氫含量小于21118/1113，磷硫含量小于0.020%。
[0012]螺栓熱處理工藝為快速熱處理:加熱速度達(dá)到1001卜以上。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:
[0014]高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨固螺栓的研制成功，解決了國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)先進(jìn)技術(shù)的引用，較傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)使用的普通螺紋鋼產(chǎn)品節(jié)省鋼筋30%以上，節(jié)省混凝土 40%以上，降低土方量50%，總造價(jià)較傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)節(jié)省25%到35%。施工周期大幅縮短。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中:
[0016]圖1是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的一種類型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的另一種類型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的螺紋示意圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的第一種牙型數(shù)據(jù)；
[0020]圖5是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的第二種牙型數(shù)據(jù)；
[0021]圖6是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的第三種牙型數(shù)據(jù)；
[0022]圖7是本實(shí)用新型所述的錨固螺栓的螺紋和桿部過(guò)渡示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，包括螺桿1和螺紋部2，圖1和2分別是兩種常見(jiàn)的預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，圖1是使用六角螺母，圖2是使用連接器連接。
[0025]螺栓是一種典型的多缺口零件，其疲勞性能將明顯地受到螺栓的結(jié)構(gòu)、牙型尺寸、材料及制造工藝等多種因素的影響，根據(jù)螺栓連接體所特有的力學(xué)因素，螺栓的螺紋溝是螺栓外載作用下應(yīng)力的集中點(diǎn)，螺紋溝直徑越接近滾壓時(shí)圓鋼的直徑，承載力越大，也利于滾壓成型，但牙型高度不夠又影響牙型的強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)牙型的強(qiáng)度計(jì)算，對(duì)螺栓最小直徑的強(qiáng)度計(jì)算，科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)、精確模擬的確定螺紋溝底直徑，圓角半徑、牙型角，即在滿足強(qiáng)度要求還要滿足滾壓螺紋加工的工藝要求，通過(guò)無(wú)數(shù)次的滾壓實(shí)驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)得到了4000多個(gè)螺栓的力學(xué)性能數(shù)據(jù)和牙型數(shù)據(jù)，最終確定了三種螺距的錨栓牙型數(shù)據(jù)。
[0026]圖4是滾壓中徑在￠28-040對(duì)應(yīng)的牙型數(shù)據(jù):牙型為等腰梯形，螺距為4臟，牙高2.4臟，中徑牙寬2111111，螺紋溝底圓角半徑為0.5111111，螺牙圓角半徑為0.2111111，牙型角(螺紋相鄰兩牙側(cè)交角)為36。。
[0027]圖5是滾壓中徑在￠45-060對(duì)應(yīng)的牙型數(shù)據(jù):牙型為等腰梯形，螺距為6臟，牙高3111111，中徑牙寬3111111，螺紋溝底圓角半徑為0.8111111，螺牙圓角半徑為0.3111111，牙型角(螺紋相鄰兩牙側(cè)交角)為36。。
[0028]圖6是滾壓中徑在@40460，并在巖體中打孔灌注高強(qiáng)灌漿料時(shí)對(duì)應(yīng)的牙型數(shù)據(jù):牙型為等腰梯形，螺距為8111111，牙高2.4臟，牙底寬4臟，螺紋溝底圓角半徑為1111111，螺牙圓角半徑為0.5—，牙型角(螺紋相鄰兩牙側(cè)交角)為40。。
[0029]除螺紋溝外，兩端部帶螺紋的螺栓影響螺栓強(qiáng)度的另一薄弱部位是螺紋與桿部的過(guò)渡處，在設(shè)計(jì)時(shí)過(guò)渡處不形成截面的突變，采用了 40?50臟左右的過(guò)渡帶，由滾壓中徑逐步到螺紋小徑，消除了應(yīng)力集中點(diǎn)的產(chǎn)生，提高了螺栓對(duì)客觀環(huán)境的適配性。如圖7所
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[0030]高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓能有好的機(jī)械性能和力學(xué)性能，要靠以下幾點(diǎn)來(lái)保證:
[0031]1.具有優(yōu)良的合金材料，鋼中氧含量小于10呢加3，氮含量小于12呢加3，氫含量小于2！^加3，磷硫含量小于0.020%。冷滾壓高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓用鋼的純凈化、低合金化、微合金化從源頭保證了工程結(jié)構(gòu)件對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和材料的強(qiáng)韌性。
[0032]螺紋幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)，保證了強(qiáng)度要求和冷滾壓的成型工藝要求，設(shè)計(jì)的牙型為等腰梯形，牙型角為18。和20。易于滾壓成型，對(duì)中性能好，牙根處強(qiáng)度高。螺紋的冷滾壓是在2纟28-63型或2纟28-125型滾絲機(jī)上室溫滾壓成型的。
[0033]達(dá)到高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓的力學(xué)性能是在感應(yīng)加熱快速熱處理技術(shù)裝備上實(shí)現(xiàn)的。感應(yīng)加熱快速熱處理技術(shù)可以顯著地改善鋼材的力學(xué)性能，提高鋼材的表面質(zhì)量。端部螺紋和全螺紋螺栓是在連續(xù)加熱，淬火、回火的全自動(dòng)熱處理生產(chǎn)線上完成調(diào)質(zhì)處理。螺栓的加熱速度可以達(dá)到1001 /8以上，鋼材的加熱淬火過(guò)程中，螺栓在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)螺旋型直線運(yùn)動(dòng)，可保持螺栓原有的精度螺紋表面，螺栓在低密度空氣介質(zhì)環(huán)境中加熱。由于螺栓在高于8501的高溫條件下停留時(shí)間不超過(guò)8秒，螺栓表面只能形成輕微的致密氧化層，保證了螺紋原有的精度。有了這種感應(yīng)加熱快速熱處理技術(shù)裝備才實(shí)現(xiàn)了螺栓的先成型后熱處理的工藝，即保證了螺栓的精度又保證了螺栓的高強(qiáng)度。
[0034]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種修改、變化和組合，并且認(rèn)為這種修改、變化和組合是在獨(dú)創(chuàng)性思想的范圍之內(nèi)的。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，其特征在于，包括螺桿和螺紋部，其特征在于，所述螺紋部的牙型為: 牙型為等腰梯形，螺距為4mm,牙高2.4mm,中徑牙寬2mm,螺紋溝底圓角半徑為0.5mm,螺牙圓角半徑為0.2mm,牙型角為36° ; 或?yàn)?牙型為等腰梯形，螺距為6mm，牙高3mm，中徑牙寬3mm，螺紋溝底圓角半徑為0.8mm,螺牙圓角半徑為0.3mm,牙型角為36° ; 或?yàn)?牙型為等腰梯形，螺距為8mm,牙高2.4mm,牙底寬4mm,螺紋溝底圓角半徑為Imm,螺牙圓角半徑為0.5mm,牙型角為40°。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨固螺栓，其特征在于，所述螺紋部和螺桿的過(guò)渡處設(shè)置40-50_的過(guò)渡帶，過(guò)渡帶的螺紋由滾壓中經(jīng)逐步過(guò)渡到螺紋小徑。
【文檔編號(hào)】F16B35/00GK204140604SQ201420578465
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】袁程, 宋瑞雪, 賀連壽, 趙軍, 嚴(yán)芝晟, 盧曉凡, 張志貴, 張玲 申請(qǐng)人:青海金陽(yáng)光特種鋼材股份有限公司