BS4395-1高强度摩擦夹紧螺栓

英国标准4395：第一部分：1969

高强度摩擦夹紧螺栓以及相关结构工程的螺母和垫圈

目录

详述

1.概述

1.1范围

1.2术语

2.螺栓

2.1材料

2.2热处理

2.3机械性能

2.4测试项目

2.5一般测试要求

2.6尺寸规格和常规处理

2.7标注

3.螺母

3.1材料

3.2热处理

3.3机械性能

3.4一般测试要求

3.5尺寸规格和完善

3.6标注

4.垫圈

4.1材料

4.2热处理

4.3机械性能

4.4一般测试要求

4.5尺寸规格和完成

4.6标注

5.检查

5.1一般检查程序

6.采购信息

6.1询盘和订单中提供的信息

7.附录

A英国标准机构关于螺纹和公制的规定

B钢螺栓机械性能的测试

C钢螺母机械性能的测试

D测试项目

E推荐用于检测螺母的螺纹和面的垂直度的计量器

F国际标准组织公制高强度摩擦螺栓（一般等级）的公制长度和首选规格

1.一批螺栓包含的件数

2.公制长度公差

3.螺纹长度

4.螺栓的机械性能

5.六角头螺栓尺寸

6.一批螺母包含件数

7.螺母验证使用载荷（粗螺距系列）

8.六角螺母尺寸

9.一批垫圈包含件数

10.扁平垫圈尺寸

11.方斜垫圈尺寸

12.楔子负荷测试尺寸

图例

1. 螺栓的倒棱，剖面和标注

2. 六角螺栓

3. 螺母的标注

4. 六角螺母

5. 扁平垫圈

6. 方斜垫圈

7. 试样

8. 原大螺栓验证负荷的应用

9. 原大螺栓的楔子负荷

10. 螺母的验证负荷测试

11. 螺母垂直度计量器

1.1范围

本英标第一部分规定了淬火、回火高强度摩擦夹紧螺栓及其相关用于结构工程的螺母、垫圈等级的要求。

提供标称尺寸从12mm到36mm，及指定的机械性能。所有测试细节，检查程序及标注规定都包含在内。

注：确保正确地使用这些螺栓以获得满意结果是非常重要的。至于这些紧固件的使用在英国标准里已有规定：“高强度夹紧螺栓在结构工程里的使用”第一部分“一般等级公制系列”。工程师需对任何使用方法的改变负责，并需记录在相关图纸或文件上，或两者都需要作出记录。

1.2术语

高强度摩擦夹紧螺栓是指高强度钢质螺栓，和高强度螺母，淬火和回火后钢质垫圈一起使用，用于预先决定螺杆张力，以便所提供的夹紧力能够通过各部件之间的摩擦，而非螺栓或众多连接部件转移负荷。

2.螺栓

2.1材料

制造所需钢材应是由平炉，电解或氧化过程生产的。最大含硫量和含磷量分别不超过0.06%。在氧化过程的情况下，最大含氮量不应超过0.008%。

2.2螺栓应在统一条件下进行热处理。应先在油中淬火，然后再回火处理。

2.3机械性能

螺栓应达到表4给出的测试项目应达到的机械性能（表4见复印材料）

注：表4中的第4到10列给出的数字都是最小值。测试的具体方式见附录B。

2.4测试项目

附录D包含一个关于螺栓机械性能的清单，带有●符号的，供应商应对所有螺栓进行检测。带有○+可按采购商的特殊要求测试。如果有这方面的要求，应该在询盘、订单或合同中清楚无误地写出。

2.5一般测试要求

2.5.1测试次数

附录D中的测试，每批货物应测试三次。每批货物应包含的件数见表1（表1见复印材料）

2.5.2重复测试

如任何样本没能达到规定试要求，应再从同一批货物中抽取比原先多一倍的样本进行再测试，如这次测试中所有货物都达到要求，应视本批货物合格。

2.6尺寸和常规后处理

螺栓的尺寸，误差和常规后处理应满足2.6.1至2.7，以及表5中的规定。（表5见复印材料）

2.6.1螺栓长度

2.6.1.1公称长度：公称长度应是从螺帽底部到螺杆最端点的长度，包括任何倒角和弧形角。标准公称长度在附录F中有规定，以及半径和长度首选大小组合。

2.6.1.2误差：公称长度误差参见表2（表2见复印材料）

2.6.2螺栓的端部

螺栓的段部可由制造商做成带一个有稍微超过螺纹深度的45°倒角，或者一个相当于杆部公称直径1.25倍的弧形边

2.6.3.1一般：螺纹的形状，直径以及一般等级的公制高强度摩擦螺栓的节距应与英标第一部分3643相一致。

2.6.3.2公差：螺纹应满足英标3643第二部分(6g)规定的中等级别的公差。

2.6.4螺纹长度：螺纹的长度应是从螺栓端部（包含倒角和弧角）到能用手拧到的螺纹圈计量器最前面的距离。螺纹的长度不应超过螺纹节距的2.5倍。标准螺纹长度参见表3（表3见复印材料）

2.6.4.1公差：螺栓螺纹长度的公差，所有直径都应略大于两个节距。最小螺纹长度应尽量被加工到螺栓顶端，否则就会太短，指定弧角参见表5（表5见复印材料）

2.6.5倒角和剖面

螺栓头的上方应被加工成30°的倒角。螺栓头上的倒角修成的圆的直径不应小于最小横界面的90%。（见材料中图1）

较低面或支承面应是垫圈承面。支承面应经过加工或表面达到加工的效果。

2.6.6柱身的直径

未经螺纹加工的螺栓柱身的最大直径和最小直径应与表5相一致9（见表5的2、3）。柱身的直径应能通过一个最大内径如表5，2列所规定的环规，并且误差应在0.025-0.050mm 之间。

对于这个测试，最大厚度相当于螺栓直径的平垫圈是比较合适的，垫圈孔最小圆角半径应与螺栓头下的最大半径相当，且内径已在上面做出规定。

2.7作标识

螺栓应标注三条角度为120°的辐射状线条以标明为一般等级高强度螺栓。螺栓上还标有制造商的识别性标志，以及ISOM或M以表明螺栓为ISO公制螺纹。（见图1）

3.螺帽

3.1材料

生产螺帽的钢材应是平炉、电炉生产的，经过氧化或酸性处理的。不易使用易切削钢。

3.2热处理

螺帽应在统一的环境下热处理，淬火硬化，然后再经回火处理。

3.3机械性能

螺帽应满足表7中的要求。（表7见复印材料）

3.3.1螺帽硬化测试

如直径为30mm或更大直径的螺帽由于没有合适的设备而无法进行负荷测试，应对其进行硬度测试，且其硬度不应超过一下范围：(见复印材料15第一个表格）

3.4标准测试要求

3.4.1测试次数

每批货应抽取3个螺帽进行负荷、硬度测试。每批货物应包含的数量见表6（表6见复印材料）

3.4.2复测试

如任何样本没能达到规定试要求，应再从同一批货物中抽取比原先多一倍的样本进行再测试，如这次测试中所有货物都达到要求，应视本批货物合格。

3.5尺寸和完善

尺寸，公差以及一般完善处理应按照3.5.1至3.6的要求进行。

3.5.1.1一般：螺纹的形状，直径以及一般等级的公制高强度摩擦螺帽的节距应与英标第一部分3643相一致。

3.5.1.2公差：螺纹应满足英标3643第二部分(6H)规定的中等级别的公差。

3.5.2螺帽的上面应被加工成30°的倒角，且在支承面应有一个垫圈承面。螺栓头上的倒角修成的圆的直径不应小于最小横界面的90%。螺帽的支承面应经过加工或表面达到加工的效果。

3.5.3螺纹和面的垂直度

螺帽的支承面应与螺帽螺纹的轴相垂直，公差见表8的11列。关于此测试的计量器以及测试方法见附录E。

3.6

4.垫圈

4.1材料

生产垫圈的钢材应是平炉、电炉生产的，经过防氧化或酸性处理的。

4.2热处理：垫圈应经淬火、回火处理。

4.3硬度测试

4.3.1垫圈硬度应经过测试，且硬度应在洛氏以C分度的硬度35-45HRC。

4.3.2在使用洛氏方法时，测试样本的准备以及测试方法参见英标891，硬度值英语洛氏以C分度表示的硬度值相一致。锥形垫圈应在剪切边上进行测试以便达到英标891规定的平直表面的要求。

4.3.3另外，与BS427相一致的金刚石锥体法也可适用。在此种情况下，应进行30kg的负荷测试，且垫圈的硬度值应达到362-440HV30。

4.4一般测试要求

4.4.1测试次数：在制造时，应从每批垫圈中抽取3个做硬度测试。每批货物应包含的货物的件数见表9（表9见复印材料19页）

4.4.2复测试：如任何样本没能达到规定试要求，应再从同一批货物中抽取比原先多一倍的样本进行再测试，如这次测试中所有货物都达到要求，应视本批货物合格。

4.5尺寸和公差

4.5.1平垫圈：平垫圈的尺寸参见表10（图5）

4.5.2锥形垫圈：方型锥形垫片的尺寸见表11（图6）。标准锥形角度有3°，5°和8°，采购商应说明集体需要什么角度的从产品。

4.5.3缺圆垫圈：在径向间隙需要时，平垫圈可在距垫圈中心7/8螺栓直径以外的一点切去部分。

4.6完善：垫圈的表面应是平直光滑的。

4.7作标识

4.7.1平垫圈：和高强度摩擦夹紧螺栓一起使用的扁平垫圈应被加工成带有三个尖端，并且印有M标识，参见图5.

4.7.2锥形垫圈：和高强度摩擦夹紧垫圈一起使用的3°、5°、8°锥形垫圈应刻有字母M以标明，锥形角度参见以下特征：

3°锥形垫圈带有一个突出尖端（见图6a），该突出部位应修圆以避免带有利边缘。 5°锥形垫圈应在一角修倒角（见图6b）

8°锥形垫圈应在两角修倒角（见图6c）

5.检查

5.1标准检查程序

5.1.1标准：制造商应采取必要的措施来保证产品的尺寸和质量满足标准的所有要求。如果采购商有自己检查的愿望，应在其询盘、合同或订单中作出明确说明。此类检查应按5.1.2条款中的要求进行。

5.1.2采购商检查：当执行合同时，采购商的检查员有权在任何适当时候对订购产品的生产进行检查。制造商应免费为检查员提供相关设备以满足其对产品的检查，从而确保产品满足此类标准的要求。除非另有规定，所有的测试和检查应在成品发货之前于生产地进行，并且不应对此项工作有不必要的干预。

6.采购商信息

6.1应同询盘和订单一起提供的信息

无论何时，在询盘和下单采购此类标准产品时，应提供标准的数量。（也就是英标4395，第一部分）

6.1.1螺栓：应提供螺栓的公称直径（以毫米为单位）

如，螺栓M20×120英标4395：第一部分

6.1.2螺帽：只需规定公称直径和标准数量即可。

如，螺帽M20英标4395：第一部分

6.1.3垫圈：应说明公称直径和垫圈的类型（如，扁平垫圈或3°，5°、8°锥形）。 如，垫圈M20×5°锥形，英标4395：第一部分

附录A：略。（本附录主要谈及公制体系的建立历史）

附录B：钢质螺栓的机械性能测试

B.1样品的张力测试

按照英标18*的要求进行测试以决定一下参数

（1）张力强度

（2）屈服应力或永久应变力极限0.2%。

（3）破裂后的延伸率，标距长度5.65√区域。

如图7，从一个螺栓或者毛胚螺栓加工样本。（图7见复印材料25页）。在加工测试样本时，经热处理且超过16mm的螺栓的。。。。。。

B.2布氏硬度测试：布氏硬度测试应按英标240：第一部分的要求进行。经磨去约0.4mm后，应在螺栓的顶端或尾端的中心点使用模膛。

B.3洛氏硬度测试：洛氏硬度测试应按英标240：第一部分的要求进行。经磨去约0.4mm后，应在螺栓的顶端或尾端的中心点使用球体或圆锥体模膛。

B.4维氏硬度测试：维氏硬度测试应按英标427：第一部分的要求进行。经磨去约0.4mm后，应在螺栓的顶端和尾端的中心点使用硬度测试压头模膛。

B.5足尺螺栓负荷测试：负荷测试包括表1中规定的标准负荷，这些是从螺栓测试应力和螺栓的持久伸长的测量中得出的。负荷测试是在一个普通张力实验机器上进行的（见26页图

8）。螺帽或适配器上方的自由线程（螺帽或适配器和螺栓顶端之间)应介于一半和一个直径之间。

螺栓的延伸应采用适当的工具从中心线测量，工具总的测量误差不得超过±5微米。如测量在验证载荷进行到不少于10秒钟时，而延伸不超过12.5微米，则测试合格。

B.6足尺螺栓楔子加荷强度测试

B.6.1把螺栓拧进一个适配器或螺帽，螺栓的螺纹振摆到螺帽或适配器的距离应是一个公称直径，在螺栓头下放置一个硬化的楔子（与表12相一致）。放置螺栓使得六角形的每一个角都不承担轴承负荷（见图27页9）。使螺栓在测试机械上轴向负荷（自由运行），十字联轴节速度不超过每分钟26mm,直到断裂。

B.6.2断裂必需发生在螺栓杆部或螺纹部而非螺栓头和杆部之间，这样才能满足测试的要求。螺栓在断裂前应达到表4中规定的最小张力。

附录C:钢质螺帽的机械性能测试（见3.3）

C.1负荷测试：负荷测试包含的适用的标准负荷见表7，表7的参数是在注释1至表7的负荷应力中得出的。

C.1.1把需要实验的螺帽安装到一个经淬火和回火的圆形心轴上（如图10所示），且应用规定载荷按轴向方向。

C.1.2通过剥离和破裂，螺帽应该成功地承受负荷，并且在解除负荷后螺帽能够手动除去。如果心轴的螺纹在测试过程中受到损坏，放弃此次测试。

C.1.3刚开始用手动扳手来拧动螺帽是必要的。用扳手拧是允许的，但是只能拧半转，经过刚开始的松动后就可用手来拧动。

C.2淬火的心轴：心轴的洛氏硬度不应低于洛氏C45。对于4h等级6g大直径公差的1/4的额外公差，除了大直径应是应相当于最小大直径外，螺纹应是公差等位4h。

C.3淬火测试板：测试板的硬度不应小于洛氏C38。

C.4螺帽硬度测试：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度视情况而定。在螺帽的顶部或底部，或者侧面使用模膛。

C.4.1按英标240：第一部分的要求进行布氏硬度测试。

C.4.2按英标891：第一部分的要求进行洛氏硬度测试。

C.4.3按英标427：第一部分的要求进行维氏硬度测试。

附录D：测试项目(见材料30页表）

附录E：推荐的检查螺纹至螺帽的面的垂直度的计量器（见3.5.3）

图11展示了推荐的检查螺纹至螺帽的面的垂直度的计量器。

螺帽应手动拧到计量器的心轴上，直到螺帽的螺纹拧紧在心轴的螺纹上。套筒的面应与螺帽的超前工作面接触。由于套筒在此位置，一个厚度与垂直公差相当的测隙规就不可能放进螺帽的超前工作面和套筒的面之间。

附录F：ISO公制高强度摩擦夹紧螺栓的标准公称英国型号（一般等级）