沉头螺钉规格(十字沉头螺钉尺寸规格)

一、紧固件的分类

1.什么是紧固件？

紧固件是两个或两个以上零件(或部件)紧密连接成一个整体时使用的一类机械零件的总称。在市场上也称为标准件。

2.通常包括以下12类零件:

螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、扣环、销、铆钉、组件和连接对、焊接钉。

(1)螺栓:由头部和螺钉(有外螺纹的圆柱体)组成的一种紧固件，需要与螺母配合，将两个有通孔的零件紧固连接起来。这种连接称为螺栓连接。如果把螺母从螺栓上拧下来，两部分就可以分开，所以螺栓连接是可拆卸的。

如下图:

(2)螺柱:一种没有头部，两端只有外螺纹的紧固件。连接时，必须将它的一端拧入有内螺纹孔的部分，另一端穿过有通孔的部分，再拧上螺母，即使两部分牢固地连接成一个整体。这种连接称为螺柱连接，也是一种可拆卸连接。主要用于其中一个连接部位厚度较大，要求结构紧凑，或因频繁拆卸而不适合螺栓连接的场合。

如下图:

(3)螺钉:也是由头部和螺钉组成的紧固件的一种，按用途可分为三类:钢结构螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。该机主要用于带有紧螺纹孔的零件与带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合(这种连接形式称为螺纹连接，也属于可拆卸连接；也可与螺母配合，用于两个带通孔零件之间的紧固连接。)紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途的螺钉，如吊环螺栓，用于提升零件。

如下图:

(4)螺母:带有内螺纹孔，形状一般为扁六角柱，也有扁方柱或扁圆柱。它与螺栓、螺柱或钢结构螺钉配合，将两部分紧固连接成一个整体。

如下图:

(5)自攻螺钉:类似螺钉，但螺钉上的螺纹是自攻螺钉的专用螺纹。它用于紧固和连接两个薄金属部件以形成一个整体。需要预先在部件上打小孔。这种螺钉由于硬度高，可以直接拧入部件的孔中，在部件中形成相应的内螺纹。这种连接也是可拆卸的连接。

如下图:

(6)木螺钉:与螺钉类似，但螺钉上的螺纹是木螺钉专用螺纹，可直接拧入木质构件(或零件)中，将带有通孔的金属(或非金属)零件与木质构件牢固连接。这种连接也是可拆卸的连接。

如下图:

(7)垫圈:一种扁环状紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与被连接零件表面之间，起到增加被连接零件的接触表面积，降低单位面积压力，保护被连接零件表面不受损伤的作用；另一种弹性垫圈也可以防止螺母松动。

如下图:

(8)挡圈:安装在钢结构和设备的轴槽或孔槽内，起防止轴或孔上的零件左右移动的作用。

如下图:

(9)销钉:主要用于定位零件，有的也可用于连接零件、固定零件、传递动力或锁紧其他紧固件。

如下图:

(10)铆钉:由头部和柄部组成的紧固件的一种，用于紧固和连接两个带有通孔的零件(或部件)使之成为一个整体。这种连接称为铆钉连接，简称铆接。这是一种不可拆卸的连接。因为要把两个相连的零件分开，零件上的铆钉就必须折断。

如下图:

(11)总成和连接副:总成是指组合供货的一种紧固件，如某些机用螺钉(或螺栓、自供螺钉)与平垫圈(或弹簧垫圈、锁紧垫圈)组合供货；连接副是指由一种特殊的螺栓、螺母和垫圈组合而成的紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。

如下图:

(12)焊钉:由于是由光杆和钉头(或无钉头)组成的异质紧固件，用焊接的方法固定连接在一个零件(或构件)上，使其能与其他零件连接。

如下图:

二。螺纹的识别和检验

1、螺纹的用途和特点:

线被广泛使用，从飞机和汽车到我们日常生活中使用的水管和煤气。大多数螺纹起紧固和连接的作用，其次是用于传递力和运动的螺纹。还有一些特殊用途的线程，虽然种类很多，但是数量有限。

螺纹之所以经久不衰，是因为它结构简单，性能可靠，拆卸制造方便，是各类机电产品中不可缺少的结构元件。

根据螺纹的用途，各种螺纹零件应具备以下两个基本功能:一是良好的螺纹连接；第二是足够的实力。

2.螺纹的分类

一、根据其结构特点和用途，它可分为四类:

普通螺纹(紧固螺纹):齿形为三角形，用于连接或紧固零件。普通螺纹按螺距分为粗螺纹和细螺纹，细螺纹连接强度更高。

传动螺纹:齿形有梯形、矩形、锯齿形和三角形等。

密封螺纹:用于密封连接，主要有管螺纹、锥螺纹和锥螺纹。

特殊用途螺纹，简称特殊螺纹。

b、螺纹可分为公制螺纹(公制螺纹)、英制螺纹、美制螺纹等。按照地区(国家)，我们习惯把英语线程和美国线程统称为英语线程。其齿形角为60°、55°等。，直径、螺距等相关螺纹参数采用英制尺寸(英寸)。而在我国，齿廓角为60°，以毫米(mm)为单位的直径和螺距系列将这类螺纹命名为普通螺纹。

3.普通螺纹轮廓

4.螺纹的基本术语

螺纹:圆柱或圆锥表面上沿螺旋线形成的具有特定齿形的连续突起。

外螺纹:在圆柱体或圆锥体的外表面上形成的螺纹。

内螺纹:在圆柱体或圆锥体的内表面上形成的内螺纹。

大直径:与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱体或圆锥体的直径。

小直径:与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径。

子午线:假想圆柱或圆锥的直径，其母线穿过齿形上凹槽和突起宽度相等的地方。这个假想的圆柱或圆锥叫做中径圆柱或中径圆锥。

右旋螺纹:顺时针旋转时拧入的螺纹。

左旋螺纹:逆时针旋转时拧入的螺纹。

牙型角:螺纹牙型中两个相邻牙侧之间的角度。

节距:节径线上两个相邻齿之间的轴向距离。

5.螺纹标记

公制螺纹标记:

通常，一个完整的公制螺纹标记应包括以下三个方面:

指示螺纹特征的螺纹类型代码；

b螺纹尺寸:一般应由直径和螺距组成，对于多头螺纹，还应包括导程和螺纹号；

c螺纹精度:大部分螺纹的精度是由各直径的公差带(包括公差带的位置和大小)和旋入长度决定的。

英制螺纹标记:

6.螺纹测量

通常，标准螺纹用螺纹环规或塞规测量。

因为螺纹的参数很多，不可能一一测量螺纹的每个参数。通常我们用螺纹量规(螺纹环规和螺纹塞规)来综合判断螺纹。这种检验方法属于模拟装配验收法，不仅方便可靠，而且与普通螺纹的精度要求相当，因此成为目前实际生产中最常用的验收方法。

7.螺纹测量(中径)

在螺纹连接中，只有中径的大小决定了螺纹配合的性质，所以如何正确判断中径是否合格是非常关键的。基于中径的大小，应该保证螺纹最基本的性能才能达到这个目的。标准规定了中径合格的判定原则，即“实际螺纹的虚拟中径不应超过最大实心牙型的中径。但是，实际螺纹任何部分的单个中径不能超过最小实心齿型的中径。”

目前测量单个中径有两种方便的方法，一种是用螺距千分尺测量中径，另一种是用三针测量(我公司用三针)。

8、螺纹匹配等级:

螺纹配合是螺纹之间的松动或紧密程度，配合水平是作用于内外螺纹的偏差和公差的规定组合。

(1)对于统一英制螺纹，外螺纹有1A、2A、3A三个螺纹等级，内螺纹有1B、2B、3B三个等级，均为间隙配合。数字越大，拟合越紧密。在英语线程中，偏差仅指定为等级1A和2A，等级3A的偏差为零，等级1A和2A的偏差相等。

数字越大，公差越小，如图所示:

1)等级1)1A和1B，非常宽松的公差等级，适用于内外螺纹的公差配合。

2)等级2)2A和2B，这是英国系列机械紧固件规定的最常见的螺纹公差等级。

3)3)3A级和3B，拧紧形成最紧配合，适用于紧公差紧固件，用于关键安全设计。

4)对于外螺纹，1A和2A等级之间存在拟合偏差，而3A等级之间不存在拟合偏差。A级公差比2A级公差大50%，比3A级公差大75%。对于内螺纹，2B级公差比2A级公差大30%。1级比2B级大50%，比3B级大75%。

(2)公制螺纹，外螺纹有普通螺纹等级:4h、6e、6g、6 H，内螺纹有普通螺纹等级:6G、6h、7H。(日本标准螺纹的精度等级分为I、II、III级，通常为II级)在公制螺纹中，H和H的基本偏差为零。g的基本偏差为正，e，f，g的基本偏差为负。如图所示:

1)H是内螺纹公差带的常见位置，一般不作为表面涂层或极薄磷化层。位置的基本偏差用于特殊场合，如很少使用的厚涂层。

2)g通常用于镀6-9um的薄涂层。例如，对于产品图纸中要求6h的螺栓，镀前螺纹使用6g公差带。

3)螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/H，对于螺栓、螺母等精细紧固件螺纹，标准推荐6H/6g的配合。

普通螺纹中等精度等级

螺母:6H螺栓:6g

厚涂层螺纹的中等精度等级

螺母:6G螺栓:6e

高精度等级

螺母:4h，螺栓:4H，6h

9.普通特殊螺纹

自攻螺纹:是一种大导程的宽螺纹。

GB/T5280 JIS B1007

三。螺栓、螺钉和螺柱的材料要求、热处理要求和机械性能要求

螺栓、螺钉和螺柱的材料要求

螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能

四。钢结构螺栓的类型和结构

1.钢结构螺栓连接综述

钢结构螺栓连接是用螺栓将钢结构的两个以上零件或构件连接成一个整体的连接方法。螺栓连接是构件预安装和结构安装中最简单的连接方式。

梁柱全螺栓连接

螺栓连接最早用于金属结构的安装。到了20世纪30年代后期，螺栓连接逐渐被铆钉连接所取代，铆钉连接只是作为构件装配中的一种临时固定措施。20世纪50年代，出现了高强度螺栓连接方法。高强度螺栓由中碳钢或中碳合金钢制成，强度比普通螺栓高2 ~ 3倍。高强度螺栓连接具有施工方便、安全可靠等优点。自60年代以来，在一些冶金工厂的钢结构制造和安装中得到了应用。

梁拼接的全螺栓连接

2.螺栓的规格

钢结构中常用的螺栓规格有M12、M16、M20、M24、M30，其中m为螺栓符号，数字为公称直径。

根据螺栓的性能等级分为十个等级:3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9。其中8.8级以上的螺栓采用低碳合金钢或中碳钢，并经过热处理(调质)。一般称为高强度螺栓，但8.8级以下(不含8.8级)螺栓的性能等级和机械性能见下表。

螺栓的性能等级标签由两部分数字组成，分别表示螺栓的公称抗拉强度和材料的屈强比。例如，性能等级为4.6的螺栓，表示第一部分中的数字(“4.6中的“4”)是螺栓材料名义抗拉强度(N/mm2)的1/100，即Fu≥400N/mm2；第二部分中的数字(“4.6中的6”)是螺栓材料屈服比的10倍，即FY/FU = 0.6；两个数(4× 6 = "24 ")的乘积是螺栓材料的名义屈服点(或屈服强度)的1/10(N/mm2)，即fy≥240N/mm2。

普通钢结构螺栓按制造精度可分为A、B、C三个等级。a、b级为精制螺栓，一般用于机械产品，c级为粗螺栓。除非另有规定，钢结构用普通螺栓一般为普通粗C级螺栓，性能等级为4.6级或4.8级。

螺栓的强度设计值应取自《钢结构设计规范》(GB-2003)表3.4.1-4。

3.螺栓的分类

螺栓有很多名称，如螺钉、螺栓、标准件、紧固件等。

广义的螺栓包括普通螺栓、高强度螺栓、地脚螺栓、膨胀螺栓、化学螺栓、螺钉、螺柱等。狭义的螺栓分为普通螺栓连接和高强度螺栓。

(1)普通螺栓连接

普通螺栓按制造精度分为粗螺栓和精螺栓。

普通螺栓可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等。根据它们的形式；

上图为埋头螺栓。

粗制螺栓

C级螺栓一般为粗螺栓，由碳素结构钢制成。为使螺栓顺利穿入螺孔，其孔径应比螺栓公称直径D大1.0 ~ 2.0 mm，为ⅱ级孔。螺栓孔的间距应便于扳手拧紧螺母。当柱、梁、屋架的连接采用粗螺栓时，应采用带支撑板的连接结构。此时螺栓处于受拉状态，其剪力由支撑板承担(如下图)。

粗螺栓所用材料的强度等级较低，限制了其在结构连接中的应用范围，但仍广泛用于次梁、墙皮梁、顶梁、支座以及剪力较低的工作平台铰接支座的连接。

上图为普通螺栓。

粗螺栓还广泛应用于厂房钢结构的预装配、铆接前被铆接构件的预紧固、连接前高强度螺栓的装配以及焊接前安装节点的临时紧固等。当采用粗螺栓作为永久性固定螺栓时，应在找正后拧紧，并采取防松措施。

上图为双头螺栓双螺母防松措施。

精制螺栓

A、B级螺栓为精制螺栓，孔一般为I级孔，孔径应比螺栓公称直径D大0.3 ~ 0.5 mm。精制螺栓连接用于一些经常拆卸而不能铆接的结构连接。精制螺栓一般用于机械产品，很少用于建筑钢结构。

(2)高强度螺栓连接

由高强度钢制成的螺栓，或需要大预紧力的螺栓，可称为高强度螺栓。高强度螺栓施加预拉力，通过摩擦传递外力。普通螺栓连接依靠螺栓杆的抗剪能力和孔壁的承压来传递剪力。螺母拧紧时产生的预紧力很小，其影响可以忽略不计。高强度螺栓除了具有较高的材料强度外，还会对螺栓施加较大的预紧力，导致连接件之间产生挤压力，从而产生较大的垂直于螺钉方向的摩擦力。此外，预紧力、防滑系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载能力。

高强度螺栓的工作原理

高强度螺栓根据其受力情况主要分为摩擦型和承压型。

根据施工工艺，高强度螺栓分为扭剪型高强度螺栓和大六角高强度螺栓两种。

剪切型高强度螺栓和大六角高强度螺栓。

I型摩擦高强度螺栓连接，依靠螺栓紧固压力使连接板层相互靠近后，钢板接触面上产生的摩擦力来传递外力。构件表面喷砂处理后，产生红色锈面，可以获得更大的摩擦系数，减少连接螺栓的数量。摩擦型高强度螺栓的直径应比螺栓的公称直径d大1.5 ~ 2.0 mm。

承压高强度螺栓连接是使构件之间的摩擦力和螺栓中心轴线的剪力与构件的承压同时作用来传递应力，其孔径应比螺栓公称直径d大1.0 ~ 1.5 mm。这些孔是通过数控钻孔机和模具钻孔的方式制成的。

总之，摩擦型高强度螺栓和承压型高强度螺栓其实是同一种螺栓，区别在于设计是否考虑滑移。在设计上，摩擦型高强度螺栓的摩擦面不能滑动，螺杆不承受剪切力。摩擦面一旦发生滑动，就被认为达到了设计破坏状态，这在技术上是成熟可靠的。承压高强度螺栓的摩擦面可以滑动，螺杆也承受剪切力，最终破坏与普通螺栓相同(螺栓剪切或钢板压溃)。

六角高强度螺栓、一个高强度螺栓、一个螺母和两个垫圈可以组成高强度螺栓连接副。

施工时，结构将采用粗螺栓临时固定，待结构安装找正后，从螺栓组中间开始，将粗螺栓逐一更换为高强度螺栓，初始拧紧后，再进行后续的复拧和终拧。

上图为不同长度的大六角头高强度螺栓连接副。

安装大六角头高强度螺栓连接副时，应在螺栓两侧各加一个垫圈。初始扭矩值为最终扭矩值的50%，再扭矩值等于最终扭矩值，最终扭矩值的计算公式为:TC = k * PC * d .式中TC为最终扭矩值，单位为N·m；；k是扭矩系数；Pc为施工预张力，单位为kn；d为高强度螺栓的螺纹直径，单位为毫米，拧紧时应使用扭矩扳手，每次使用前应进行扭矩校正。

剪切型高强度螺栓、高强度螺栓、螺母和垫圈组成剪切型高强度螺栓连接副。

剪切型高强度螺栓

扭力式电动扳手

剪切型高强度螺栓的安装原理

安装扭剪型高强度螺栓连接副时，只需在螺母一侧加一个垫圈。初始扭矩的计算公式为:Tc=0.065*Pc*d..式中Tc为初始扭矩值，单位为N·m；；Pc为施工预张力，单位为kn；d为高强度螺栓的螺纹直径，单位为mm，最后用专用扳手将尾部梅花头拧断。质量检查应侧重于施工过程的监督检查。

(3)地脚螺栓

地脚螺栓，别名地脚螺栓，地脚螺丝，锚线等。用于连接钢结构柱脚和混凝土基础的构件。一般用Q235和Q345圆钢制成。

不同种类的地脚螺栓(直径大于24毫米的应采用锚板形式)

安装时，钢架固定的地脚螺栓组应与绑扎钢筋笼一起安装，然后浇筑混凝土，螺栓头应露出混凝土表面一定长度。混凝土达到一定强度后，安装钢柱脚，最后对柱底进行第二次灌浆。

钢架固定地脚螺栓组

地脚螺栓示意图

二次灌浆前钢结构柱脚图片(用橡胶套包装，保护地脚螺栓顶部不受螺纹影响)

(4)化学锚栓

化学锚栓是一种新型的紧固材料，由化学剂和金属杆组成。用于在已完成的混凝土结构上安装其他结构的连接器。可用于各种钢结构、幕墙、大理石干挂施工中的后预埋件安装，也可用于设备安装、公路桥梁护栏安装、建筑物加固改造等场合。

化学锚栓的螺钉和药剂

化学锚栓是继膨胀锚栓之后的一种新型锚栓。它是一种复合件，通过特殊的化学粘合剂粘结固定在混凝土基材的钻孔中，以锚固固定件。由于化学锚栓抗拔承载力大，可以代替预埋锚筋。施工现场经常会忘记安装钢结构的预埋件，但是混凝土已经浇好了，可以通过添加化学锚栓的预埋件来弥补。

化学锚栓的施工步骤如下:

1)根据工程设计的要求，在基材(如混凝土)的相应位置钻孔。孔径、孔深和螺栓直径应由专业技术人员或现场试验确定。

2)用冲击钻或水钻钻孔。

3)使用专用气泵、刷子或压缩机空空气机清理钻孔内的灰尘。建议至少重复三次，孔内不能有灰尘和水。

4)确保螺栓表面清洁、干燥且无油。

5)确认玻璃管锚固包无外观破损、药物凝固等异常现象，将其圆头朝外放入锚固孔内，并推至孔底。

6)使用电钻和专用安装夹具，通过强力旋转将螺钉插入孔底，不得采用冲击方式。

7)当拧到孔底或螺栓上的标记位置时，立即停止转动，取下安装夹具，避免凝胶化后和完全固化前的扰动。超时旋转导致胶水流失，影响锚固力。(旋转时间不得超过30秒，转速不得低于300转/分，不得超过750转/分，螺栓推进速度约为2厘米/秒，不允许冲击模式)

(5)膨胀螺栓

膨胀螺栓的作用与化学锚栓相同，用于受力较小的锚杆。

不同规格的膨胀螺栓

膨胀螺栓不得用于混凝土有裂缝的部位和容易出现裂缝的部位。同时，主要承重结构、重要管道以及高速运行、承受冲击荷载和较大振动的设计中使用的膨胀螺栓，应按计算的设计抗拉强度和设计抗剪强度选用较高的规格。

4.螺栓的布置和结构要求

螺栓排列可分为平行排列和交错排列:

并排——简单、整洁、紧凑。所用的连接板尺寸较小，但构件截面削弱较大；

交错布置——布置不紧凑，所用连接板尺寸较大，但构件截面削弱较小。

应力要求

竖向应力方向:为防止螺栓应力集中相互影响，截面削弱过大，从而降低承载力，螺栓的余量和端距不能过小；

力的作用方向:为了防止板材被折断或剪切，端距不能过小；

对于受压构件:为防止连接板屈曲，中间距离不宜过大。

结构要求

螺栓的余量和中间距离不能太大，以免板与板之间配合松动，水分侵入锈蚀的钢筋。

施工要求

为了便于扳手拧紧螺母，螺栓间距应不小于3do；

根据上述要求，GB-2017《钢结构设计规范》给出了允许的螺栓间距及相关设计值。

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