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螺栓不松沒事,一松就斷?是什么原因?

發(fā)布時間:2024-09-13

螺栓松動是常有的事,但若不注意,往往會引起設(shè)備振動、部件損壞,甚至人員傷亡。如何擰緊一個小小的螺母,一直是機械設(shè)計中長盛不衰的話題,大家比較了解的,例如日本的偏心螺母、唐氏螺母和中國自緊王螺母,但我們今天不講這些緊固件界的明星,我們來聊聊工作中最基本的固定螺母的方法。
一般情況下,我們對于螺栓斷裂從以下四個方面來分析:
第一、螺栓的質(zhì)量 第二、螺栓的預(yù)緊力矩 第三、螺栓的強度 第四、螺栓的疲勞強度 實際上,螺栓斷裂絕大多數(shù)情況都是因為松動而斷裂的,是由于松動而被打壞的。因為螺栓松動打斷的情況和疲勞斷裂的情況大體相同,最后,我們總能從疲勞強度上找到原因,實際上,疲勞強度大得我們無法想象,螺栓在使用過程中根本用不到疲勞強度。
01螺栓斷裂不是由于螺栓的抗拉強度以一只M20×80的8.8級高強螺栓為例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力載荷是20噸,高達它自身重量的十萬倍,一般情況下,我們只會用它緊固20公斤的部件,也只使用它最大能力的千分之一。即便是設(shè)備中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺紋緊固件的抗拉強度是足夠的,不可能因為螺栓的強度不夠而損壞。
02螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強度螺紋緊固件在橫向振松實驗中只需一百次即可松動,而在疲勞強度實驗中需反復(fù)振動一百萬次。換句話說,螺紋緊固件在使用其疲勞強度的萬分之一時即松動了,我們只使用了它大能力的萬分之一,所以說螺紋緊固件的松動也不是因為螺栓疲勞強度。
03螺紋緊固件損壞的真正原因是松動螺紋緊固件松動后,產(chǎn)生巨大的動能mv2,這種巨大的動能直接作用于緊固件及設(shè)備,致使緊固件損壞,緊固件損壞后,設(shè)備無法在正常的狀態(tài)下工作,進一步導(dǎo)致設(shè)備損壞。 
受軸向力作用的緊固件,螺紋被破壞,螺栓被拉斷。 
受徑向力作用的緊固件,螺栓被剪斷,螺栓孔被打成橢圓。04選用防松效果優(yōu)異的螺紋防松方式是解決問題的根本所在以液壓錘為例。GT80液壓錘的重量是1.663噸,其側(cè)板螺栓為7套10.9級M42螺栓,每根螺栓的抗拉力為110噸,預(yù)緊力取抗拉力一半計算,預(yù)緊力高達三、四百噸。但是螺栓一樣會斷,現(xiàn)在準備改成M48的螺栓,根本原因是螺栓防松解決不了。 
螺栓斷裂,人們最容易得出的結(jié)論是強度不夠,因而大都采用加大螺栓直徑強度等級的辦法。這種辦法可以增加螺栓的預(yù)緊力,其摩擦力也得到了增加,當然防松效果也可以得到改善,但這種辦法其實是一種非專業(yè)的辦法,它的投入太大,收益太小。 
總之,螺栓是:“不松不斷,一松就斷。”02螺栓松動原因分析
螺紋聯(lián)接 按自鎖條件設(shè)計:ψ ≤ρv,螺紋副中產(chǎn)生的摩擦副使螺栓自鎖從而緊固螺栓,所以靜載下連接不會自行松脫。但是在沖擊、振動、變載荷下、溫度變化較大時 螺旋副摩擦力F會減小或瞬時消失。這種現(xiàn)象若反復(fù)出現(xiàn),連接螺栓就會逐漸松動。螺紋緊固件松動后,產(chǎn)生的動能mv2,受軸向力作用的緊固件,螺紋被破壞,螺栓被拉斷。受徑向力作用的緊固件,螺栓被剪斷,螺栓孔被打壞 。
螺栓防松原理:限制螺紋副之間的相對運動,或增大相對運動的難度。常用防松方法介紹(簡單介紹一下常用的的防松方法,文后將重點講解一些新型的,獨具特色的防松方法及其防松原理)螺栓常用的防松方法有三種:摩擦防松、機械防松和永久防松。機械防松和摩擦防松為可拆卸防松,而永久防松稱為不可拆卸防松。
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