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螺栓鬆動的五大原因
01緊固不足
擰緊不足或錯誤擰緊的螺栓本質上是擰緊不足的,如果它們(men)再(zài)次鬆開,接(jiē)頭將沒有足夠的夾緊力將所有(yǒu)零件固定在一起。這可能導致兩部分之間的橫(héng)向滑動,螺栓(shuān)將(jiāng)受到不必要的剪(jiǎn)切(qiē)應力(lì),最終可能導致螺栓(shuān)斷裂。
02振動
螺栓聯接在振動下(xià)的試驗表明,許多微(wēi)小的“側向”運動使(shǐ)聯接(jiē)的兩(liǎng)部分相互運動,同時,螺栓頭或螺母和被聯接部分也會運動(dòng)。
這(zhè)些(xiē)重複(fù)的運動抵消了螺栓和連接件之間的摩擦。最終,振動會導致螺(luó)栓的螺紋(wén)“旋轉鬆動”,接頭失去夾緊(jǐn)力。
03嵌入
設計螺栓拉力的工程師允許(xǔ)有一個磨合期,導致(zhì)預(yù)緊力有一定損失,在此期間螺栓(shuān)的鬆緊會有(yǒu)所鬆動。
這種鬆弛(chí)是由螺栓頭和/或螺母、螺紋(wén)與連接件(jiàn)結合麵之間的嵌入引起(qǐ)的,在軟質材料(如複(fù)合材料)和硬質(zhì)拋光金屬中都可能發生(shēng)。
如果接頭設計不當,或者(zhě)螺(luó)栓在開始時沒(méi)有達到規定的拉力,接頭的嵌入可能(néng)會(huì)導(dǎo)致夾緊力的損失,可(kě)能達不到要求的最小夾緊力。
結合麵之間存在微觀不規則性,擰緊後在螺栓預緊力的作(zuò)用下(xià)會導致磕碰壓和永久塑性(xìng)變形,使螺栓的夾(jiá)緊長度減小,最終使螺栓的預緊力(lì)減小。
04墊片蠕變和熱(rè)膨脹(zhàng)
許多螺栓接頭在螺栓頭和接(jiē)頭表麵之間包括薄而軟的墊圈,以密封接頭並防止氣體或液體泄漏。墊圈本身也起到彈簧(huáng)的作用,在(zài)螺栓和接合麵的壓力下彈回。
隨著時間的推移,特別是當它接近(jìn)高溫或腐蝕性化學物質時,墊圈可能會“蠕(rú)變”,這意味著它失去(qù)了彈(dàn)性,從(cóng)而導致夾緊力的損失。
如果螺栓和接頭的材料不同,環境或工業周期的(de)快速變化造成的過(guò)大溫差會導致螺栓材料的快速膨脹(zhàng)或收縮,可能會使螺栓鬆動。
05影響
衝擊——螺栓預緊時較大的(de)衝擊載荷(hé)超過摩擦力,導致滑(huá)動。
來自機械、發電機、風力渦(wō)輪機等的動態或交變負載(zǎi)。可能導致機械衝擊-施加在螺栓或接頭上的衝擊力-導致螺栓的相對(duì)滑動。
就像振動一(yī)樣,這種滑動最終會導致螺(luó)栓鬆動。即使是衝擊,在設計接頭連(lián)接時也往往不會考慮這麽大的載荷。
什麽是(shì)預載荷(hé)?
工程中具有多重含義的(de)術語。一個是緊固件最初擰緊時產生的(de)張力(lì)(載荷)。當螺栓(shuān)被拉伸時,螺栓和螺母(mǔ)之間的部分被壓縮,從(cóng)而增加了所謂的(de)夾緊載荷,直到緊固(gù)過程完成。
螺栓鬆動的危險
船舶(bó)發動機連接螺栓震落,隨船滾動,造成設備進(jìn)一步損壞。
在螺栓連接中(zhōng),擰緊螺母實際上會拉長螺栓,就像拉動彈簧一樣。這種拉力,或者說(shuō)張力,會產生相反的夾緊力(lì),由連接器的兩部分緊緊固(gù)定。
如果螺栓鬆動,夾緊力就會減弱。
鬆動的螺栓不僅令人頭疼。如果接頭沒有迅速擰緊(jǐn),液體或氣體可能開始泄漏,螺(luó)栓(shuān)可能(néng)斷裂,設備可能損壞,或者(zhě)可能發(fā)生災(zāi)難性事故。
總結
“最好的防鬆是保證預緊力足夠,這樣接頭就不會出現滑(huá)開等問題(tí)。”
從(cóng)上麵(miàn)的分析可以看出,預緊力不足或減小導致鬆動的原因有(yǒu)三種,所以需要專門控製螺栓的預緊力,以控製鬆動的(de)風險。
隻(zhī)要預(yù)緊力足夠滿足要求,隻要夾緊長度不(bú)太短(如lk≥3d),即使有一定的振動載荷,螺栓一般也不會自行鬆動。
良好的(de)螺栓連接設計、適當的夾緊力開發和適當的(de)螺(luó)栓鎖定裝置(zhì)的組合可以可靠地固(gù)定螺栓連(lián)接,以滿足這裏提出的許多鬆(sōng)動挑戰。
一個良好的螺栓連接(jiē)將設計有適當尺寸(cùn)和類型的螺栓和螺母,並(bìng)規定最佳張力以達到保持連接完整性所需的夾緊(jǐn)力。
在應用中,適當(dāng)的夾(jiá)緊力要求每個(gè)螺栓中(zhōng)的(de)張力(預緊力)達(dá)到正確的(de)水平,並(bìng)在其整個使用壽命中保持該水平。