0 引言
在国内使用的大型游乐设施，其设计应符合游乐设施安全规范（GB8408），规范8.7.1规定：重要的零部件采用螺栓连接时，应采用防止松动的措施。放松形式应根据不同工况合理选用。但规范中对螺栓连接的叙述，过于简单，以至于在实际操作过程中，各游乐设备企业操作不甚规范，甚至导致事故的发生。
螺栓、垫圈虽然是很小的、不起眼的最基本的机械零件，其实里面的力学问题、材料问题，甚至机械原理问题一点都不少，关键的时候也不能有一点马虎。
螺纹连接包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接四种基本类型。此外还有地脚螺栓连接、吊环螺钉连接等。游乐设备中的连接形式主要是螺栓连接，本文主要讨论螺栓连接。
图1为螺栓连接示意图，螺栓连接包含螺栓、螺母和垫圈，其中垫圈分为平垫圈和弹性垫圈，本文就游乐设施中常用的螺栓连接方式进行探讨。
图1 螺栓连接
1 各部件作用
螺栓连接。用于紧固连接两个带有通孔的零件，如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。有六角头的，圆头的，方形头的，沉头的等等。其中六角头是最常用的。
钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。游乐设施常用的4.8级和8.8级两个级别。
垫圈分为平垫圈和弹簧垫圈。平垫圈的主要作用是保护连接件的表面，防止螺栓螺母拧紧时划伤工件表面，增大螺母的面积，使小螺丝可以上在较大的孔里，同时也可以防止因为拧螺丝中的转动和压紧过程而损坏被紧固件，比如导线，箱体表面拧螺母时,弹簧垫圈一定要放在平垫上面。弹簧垫是防松的，拧紧螺母以后，弹簧垫圈给螺母一个弹力，抵紧螺母，使其不易脱落。在有震动、脉冲、介质的温度有比较大的波动时，一定要使用弹簧垫片。弹簧垫可加大预紧力，有防松作用，而平垫圈没有。
螺栓分为A、B、C三级，4.8级为C级，A、B级螺栓采用中碳钢经锻压热处理车制而成，性能等级为8.8级。平垫圈硬度等级：
1. 100HV（维氏硬度）适用于6.8级C级的六角头螺栓，6级C级的六角螺母；
2. 200HV适用于8.8级、AB级的六角头螺栓，8级、AB级的六角螺母；
3. 300HV适用于10.9级、AB级的六角头螺栓，10级AB级的六角螺母。
2 防松方式
游乐设施中螺栓连接的常用防松方式：双螺母、单螺母+平垫+弹垫。双螺母：是利用两个螺母之间锁紧后提供的摩擦力防松，也就是说是防松用的
弹垫：锁紧后，利用弹垫的弹性起到防松的作用，当然要较双螺母效果差。单螺母+平垫+弹垫：靠螺母本身的锁紧力和弹垫的防松性能，较双螺母差。防松办法还有很多，这只是很老的一些基础的防松方法，但是也很实用。
什么时候用平垫，什么时候用弹簧垫片？
1. 一般情况下，在载荷比较小、以及不承受振动载荷的情况下可以只用平垫。
2. 在载荷比较大、以及承受振动载荷的情况下，必须用平垫、弹垫组合。
3. 弹簧垫圈基本上不单独用，都是组合使用的。
在游乐设施工件连接时，高强度螺栓不会用到弹簧垫圈，而普通螺栓会用到弹簧垫圈。
1. 高强度螺栓(摩擦型)要施加预拉力,加弹簧垫圈后不利施加预拉力；高强度螺栓在预紧力矩下产生的摩擦力足够防松，所以也不需要额外措施防止松动。故高强度螺栓不应该加弹簧垫圈。
2. 普通螺栓：需要保证螺栓的张紧力从而防止螺栓松动。连接板和螺母之间加弹簧垫圈防松。在螺母施加预紧力后，垫圈被压平而产生弹性反力，使旋合螺纹间压紧，增大摩擦力防松。
弹簧垫圈防松，由于弹力不均，在运营过程中，发生的振动冲击载荷，使垫圈的防松效果变的很差。一般用于不甚重要的联接。
回转支承广泛应用于游乐设施中，起着承上启下的重要作用。连接回转支承的螺栓和螺母均采用高强螺栓和螺母；采用双螺母紧固和防松，但在使用中往往会出现回转支承连接螺栓松动、脱落甚至断裂等现象。对此，应注意以下几个方面：
1. 回转支承在安装螺栓时应选用经过调质的平垫圈，禁止使用弹簧垫圈许多人在安装回转支承时，由于弹簧垫片能起到防松的作用，因而一般选用它做垫圈。但回转支承轨道的间隙非常小，且对安装面的平面度和刚性要求极高，若使用弹簧垫圈就会破坏螺栓受力的中心性，同时也减少螺母对连接零件的施压面积和刚性，降低螺栓的连接强度。实践证明，选用经调质的平垫圈比弹簧垫圈的效果要好得多。
2. 安装回转交承连接螺栓时，必须有足够的预紧力和正确的安装工艺，以保证螺栓受力均匀预紧的目的在于增加连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。经验证明，适当选用较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及增加连接件的疲劳强度都是有利的。但确定的预紧力过大会导致整个连接结构的尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。因此，为保证连接所需要的预紧力，又不使螺纹连接件过载，对重要的螺纹连接，在装配时要设法控制预紧力。
3 螺栓装配
1. 装配前目视检查螺栓、螺母或被联接件的丝孔，应无磕碰、划伤，符合图纸或本规范所引用的标准。
2. 在装配过程中，不得碰伤螺栓的螺纹部分。
3. 螺栓的头部及螺母端面的垫圈，应与被紧固的零件平面均匀接触，不应倾斜，也不允许用锤敲击使两平面接触，螺杆应无弯曲变形。
4. 被连接件应均匀受压，相互紧密贴合，连接牢固。
5. 螺栓、螺母紧固时严禁使用不合适的扳手。
6. 螺栓、螺钉装配时应该用手拧入大于2～3个螺距，然后再用扳手或电动工具拧紧。
7. 螺栓、螺母装配时，注意保护被联接件的漆膜、镀层及螺栓、螺母头部，不能损坏。
8. 螺母拧紧后，螺栓头部应露出螺母端面2～3个螺距，螺母和垫圈均以反面面向被连接体(螺母标有字样的一面为正面,垫圈圆滑一面的为正面)。
9. 螺栓紧固后油漆标记 ，标记位一般用红色油漆点在螺栓与螺母的接触处。颜色可根据使用场所不同而更改，但颜色必须明显区分。
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