新闻中心
所在位置:
>

紧固连接的螺栓为什么会松动?

发布日期:2023-04-25 16:39:01   浏览量 :223
发布日期:2023-04-25 16:39:01  
223
螺栓是多个行业和应用的首选紧固件,原因很简单,它们易于拆卸。然而,这也使的螺栓容易松动和失去预紧力。
根据应用的不同,螺栓松动会产生深远的影响。一个松动的螺栓可以使整个生产工厂陷入停顿,并使公司损失数千美元,而在其他应用中,松动的螺栓可能会造成重大的安全隐患。
失效的主要原因和后果,取决于螺栓连接的目的、环境,通常也取决于行业。
例如:石化行业主要关注腐蚀问题,而疲劳和振动松动通常是次要问题;另一方面,汽车行业会将松动和腐蚀列为两个主要问题结构钢行业的主要问题是接头滑移和腐蚀航空航天业可能会首先关注疲劳影响

那么,螺栓松动的原因是什么?从广义上讲,主要有两个原因:旋转松动和非旋转松动。

旋转松动
旋转松动本质上是指螺栓由于冲击、振动或动态载荷而松动。即使是轻微的旋转也足以使螺栓连接失去其所有载荷,这是螺栓松动的最常见原因。
旋转松动是导致轴力衰减的另一种形式,主要表现为内外螺纹之间在松开方向上发生了相对转动,我们可以通过标注色标来确认有没有发生旋转松动。
为了防止螺栓旋转松动,需要消除连接部件之间的滑动或至少降低到临界水平以下。这可以通过增加轴向预紧力、增加夹紧部件之间的摩擦或降低循环载荷(例如冲击、振动或循环热载荷)来实现。

另一种常用方法是增加螺纹之间的摩擦。胶水或粘合剂是一种有效的增加摩擦的方法,但在拆卸螺栓时,干燥的胶水可能导致难以拆卸。
此外,增加螺纹之间的摩擦会降低特定扭矩下可实现的预紧力。锁紧螺母等也是一种常用增加螺纹之间摩擦的方法。
非旋转松动
非旋转松动是由三种机制引起的:沉降、蠕变和松弛。当由于动态载荷而发生沉降时至关重要。当接头受到动态工作负荷带来的应力增加时,夹紧材料会发生永久变形。
如果螺栓连接中的应力没有超过其屈服强度,螺栓连接的大部分部件在释放后将恢复形状。接触面中的一些材料,如油漆,可能会永久变形。
如果材料沉降,即使只有几微米,螺栓的拉伸也会减少,并导致预紧力损失。

蠕变是一种永久性变形,是由于长期暴露于低于接头中材料屈服强度的高应力下而发生的。在高温应用中更为严重。

松弛是指材料的微观结构在接头内进行重组,在一段时间内将现有的弹性变形转化为塑性变形。与沉降或蠕变不同,夹持长度不会改变,这使得检测更加困难。
测量预紧力损失的一种方法是在运行一段时间后测量螺栓长度,并在拧紧后立即与螺栓长度进行比较, 然而,这不会检测到松弛,这使得它更成问题。
疲劳失效是螺栓和夹紧零件的永久性损坏或变形。它是由于预紧力损失导致接头开口引起的。
避免疲劳的关键是良好的设计,近年来,由于许多连接的需求的增加和轻质材料使用的增加,设计变得越来越重要。重要的是,不仅要关注螺栓的抗拉能力,其他参数也很重要,例如弹性和刚度。
正确的接头设计是实现高预紧力的同时,还应保持夹持物体高摩擦水平,从而在整个寿命使用期间具有高防滑性。随着性能的提高和接头重量的减轻,其他失效机制变得越来越重要。旋转松动和非旋转松动的机制在轻量化设计中越来越常见。

根据螺栓的应用以及预紧力损失的原因,通常有多种设计来优化螺栓连接。

在存在热载荷的情况下,可以通过选择具有相等热膨胀系数的材料来优化接头。为了最大限度地减少沉降并在运行过程中保持高预紧力,可以降低接触面之间的粗糙度。减小孔径或齿形表面等措施有助于最大限度地减少相对位移。
一般来说,一个好的螺栓连接由非常有弹性的螺栓和非常坚硬的夹持部件组成,可通过不同方法实现这一点。一种方法是设计具有较长的夹持长度;也可以通过使用更多更小的螺栓来更改设计。
总体而言,实现最佳螺栓连接涉及考虑多个变量和设计选项。


文章转载于网络

材料
螺栓
接头
联系我们
400 - 118 - 3888
唐山市高新区庆北道45号
suntorque@sunvua .com
SunTorque
COPYRIGHT © 2022 唐山旭华智能科技有限公司 版权所有 冀ICP备17005116号-7
回到顶部