爲什麼(me)螺栓會松動?

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爲什麼(me)螺栓會松動?

爲了防止自發(fā)螺栓松動,需要消除連接部件之間的滑動或至少降低到臨界水平以下。這(zhè)可以通過(guò)增加軸向(xiàng)張力,增加夾緊部件之間的摩擦或減小循環載荷(例如,沖擊,振動或循環熱負荷)來實現。

另一種(zhǒng)常見方法是增加螺栓螺紋之間的摩擦力。有許多解決方案可以做到這(zhè)一點,雖然其中一些是有效的,但它們也有其缺點。膠水或粘合劑可以是有效的基于摩擦的方法,但是當涉及拆卸和移除螺栓時,幹燥的膠可能(néng)是有問題的。此外,增加螺紋之間的摩擦會降低在特定扭矩水平下可實現的預載荷。鎖定線是航空業中常用的方法。

疲勞是螺栓和夾緊部件的性損壞或變形。這(zhè)是由于預緊力的損失導緻關節開(kāi)口。預負荷損失有兩(liǎng)種(zhǒng)基本機制 - 自發(fā)松動和松弛。

當螺栓由于沖擊,振動或動态載荷而旋轉松動時,自發(fā)松動或旋轉自松動。即使輕微旋轉也足以使螺栓連接失去其所有預載荷。這(zhè)是螺栓松動的常見原因。

松弛是由三種(zhǒng)機制引起(qǐ)的:沉降,蠕變和松弛。“當動力荷載發(fā)生時,沉降是至關重要的。當接頭受到動态工作載荷的應力增加時,夾緊材料會發(fā)生變形,”Nord-Lock集團技術經(jīng)理Harlen Seow解釋道(dào)。“如果零件中的應力沒(méi)有超過(guò)屈服強度,螺栓連接的大多數零件將(jiāng)在釋放後(hòu)恢複形狀。接觸面(miàn)中的某些材料,如油漆,很可能(néng)會變形,”他說。

如果材料沉降,即使隻是幾微米,螺栓的拉伸也會減少,并導緻預載荷的損失。

蠕變是一種(zhǒng)變形,由于長(cháng)期暴露于低于接頭材料屈服強度的高應力水平而發(fā)生。在高溫應用中它更嚴重。

松弛是指接頭材料中的微觀結構重組,在一段時間内將(jiāng)現有的彈性變形轉化爲塑性變形。與沉降或蠕變不同,夾具長(cháng)度不會改變,這(zhè)使得檢測更加困難。“測量預載損失的一種(zhǒng)方法是在運行一段時間後(hòu)測量螺栓長(cháng)度,并在緊固後(hòu)立即與螺栓長(cháng)度進(jìn)行比較,”Seow補充道(dào)。“然而,這(zhè)不會發(fā)現放松,這(zhè)使它更成(chéng)問題。”

避免疲勞的關鍵是良好(hǎo)的設計,近年來由于對(duì)許多螺栓連接的需求增加和輕質材料的使用增加而變得越來越重要。重要的是不僅要關注螺栓的拉伸能(néng)力,因此要忽略其他參數,例如彈性和剛度,這(zhè)些參數也很重要。

“正确的接頭設計是實現高強度摩擦夾持連接的關鍵,具有高預載水平,因此在整個使用壽命期間具有高防滑性,”Dinger說。“到目前爲止,設計工程師一直關注螺栓斷裂的失敗。随著(zhe)性能(néng)的提高和關節重量的減少,其他失效機制變得越來越重要。在輕量化設計中,預載松弛和自松動的機制越來越普遍。“

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