1、地铁屏蔽门 M16 螺栓扭紧力矩 6.8 级强度计算摘要：依据德国工业标准螺栓扭矩强度等级分为：4.8 级、6.8 级、8.8级、10.9 级、12.9 级。 1本文论述了地铁屏蔽门系统的底部紧固结构 M16T型螺栓和顶盒紧固 M16螺栓的扭紧力矩采用 6.8级的计算。 关键词：地铁；屏蔽门；M16 螺栓；6.8 级强度；计算 Abstract: according to German industrial standard bolt torque strength grade is divided into: level 4.8, level 6.8, level 8.8, level 10
2、.9, level 12.9. This paper discusses the subway shield door system bottom fastening structure M16T bolt and the top box fastening bolt tightening torque M16 by level 6.8 computing. Key words: subway, shield door bolt, M16, level 6.8, strength calculation 中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 地铁
3、屏蔽门是安装于地铁、轻轨等轨道交通车站站台边缘，将轨道与站台候车区隔离，设有与列车车门相对应，可多级控制开启与关闭滑动门的连续屏障，简称屏蔽门。包括全高屏蔽门、半高屏蔽门。 2 屏蔽门系统最早产生于上世纪 80年代。1983 年，法国里尔地铁向瑞士 Kaba特别订造自动滑门，成为世界上最早安装玻璃全高屏蔽门的铁路系统。我国第一个安装屏蔽门的是广州地铁 2号线，是由西屋月台屏蔽门公司和广州奥的斯公司联合完成供货、安装、调试。随后深圳、上海、北京等城市地铁相继开始安装了屏蔽门。屏蔽门由于其安全、节能的优越性得以在轨道交通行业迅速发展。屏蔽门系统可分机械与电气两大部分，机械部分主要由钢结构网（包括：
4、预埋件、下支架、立柱、地槛、门头横梁、连接紧固螺栓）和玻璃门体组成，电气部分主要由电源、驱动、控制、信号等系统构成。 目前地铁的屏蔽门设计一般使用年限都是 30年，屏蔽门钢结构底部连接螺栓大多数设计都是采用 M16的 T型螺栓，由于此连接螺栓处设计有绝缘套，因此螺栓的扭紧力矩强度就需要从多方面影响因素考虑，计算出合理的扭力值，保证设备不受损坏，达到设计使用年限。 1. 强度校核： T 型螺栓的受力情况为： 材料力学性能数据： 表 1-1 表 1-2 2）螺栓静强度校核 . 环境条件: 设计载荷基于项目的技术规格书,载荷状况如下: 【3】 活塞/风载 q1 =1200 N/mm 人群负载(水平方
5、向)q2=1500N/L 高度:L1=1.125m .拉强校核: 所有门类型中,固定门面积最大,受力亦最大,故取其相邻单元为计算,其图示如下图 1所示. 取固定门一半计算,其面积为: S1=1340 x 1484=1988560mm2 滑动门面积: S2=941 x 1496=1407736mm2 FDP 受力面积: S3=600 x 1500=900000mm2 总面积 S= S1 + S2 + S3 =4.3m2 故此,可得风载力:F1=q1 x S = 1200 x 4.3=5160N 人群负载 F2=q2 x S =1500 x 2.88=4320N 弯矩 : M1=F1 x H/2=
6、2160 x 0.75=3870 N.m M2=F2 x L=4320 x 1.125=4860N.m 由平衡公式:M3=M1+M2 及查得螺丝间距 L2=0.15m 可求得螺丝力 F: F=M3/L2=(M1+M2)/L2=(3870+4860)/0.15=25800N 则每颗螺栓所力 f = F/2 =25800/2=14900N (1-2-2) 可得拉力强度: s=f/Ae =14900/143x10-6=101.2MPa/m2 因 ss=600Mpa 强度系数为 5.9 表明所选螺栓强度符合要求 注: 式 1-2-2 中 Ae为 M16螺栓有效受力面积 .剪切强度校核 由于螺栓预紧力作
7、用,两构件的摩擦力足以克服剪力，螺栓不会受剪,故在此不作校核。 综上拉力强度及剪切强度表明,所选 6.8级 M16螺栓符合设计要求 结构疲劳强度 表 1-3 下部支架和预埋件高强度 M16 0.415x108 0.706x108 Q235 0.127 x109 1.80 注：上表校核中，Q235 之应力幅为 1.7倍的单向应力，许用应力为0.127 x109 N/ mm2。其值由下式计算： 【】（C/N ）1/ 式中 C及 N只与连接类别有关，与钢材牌号无关。方法源自钢结构设计规范(GB 50017 2003 建设部 20030425) 【4】 。对铝材，单向应力即为应力幅，许用应力取弹性极限
8、值的 0.4倍。因疲劳强度与钢材牌号无关，故 6.8级也满足要求。 2. 螺栓连接的扭紧力矩计算： 拧紧扳手力矩 T是用于克服螺纹副的螺纹阻力 T1及螺母与被连接件（或垫圈）支撑面间的摩擦力矩 T2 【5】 对于普通粗牙 M12M64 螺纹,拧紧力矩系数 F在 0.10.3 范围内变动,取 F=0.130.15 d3=13.835 (1.732/2 x2)/6=13.547 mm A8=3.14/4x（14.701+13.54）2/4=156.5 mm2 F0=0.6x480x167.159=45077.5 N 当取 F=0.13时，T=KF0d=0.13x45077.5x0.016=93.8
9、 Nm 当取 F=0.15时， T=KF0d=0.15x45077.5x0.016=109.6 Nm 结束语：屏蔽门系统 6.8级 M16螺栓连接的扭紧力矩 T的值约为93.8 Nm109.6 Nm 之间，接近和符合德国工业标准螺栓及螺母最大扭矩推荐值注意事项 2、建议锁紧力矩值为：表中数据 X（7080）%。原则上可以达到设备设计的使用年限和安全。 参考文献 1德国工业标准螺栓及螺母最大扭矩推荐值（DIN） 2城市轨道交通站台屏蔽门系统工业标准 CJ/T2362006 3城市轨道交通站台屏蔽门系统技术规范 DG/TJ08-901-2004 4钢结构设计规范(GB 50017 2003 建设部 2003-04-25) 5机械设计手册-单行本-第四篇-链接与紧固
