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為什么螺栓不松沒(méi)事,一松就斷?
作者:泵閥 來(lái)源:螺栓 發(fā)布時(shí)間:2023-11-06
       螺栓松動(dòng)是常有的事,但若不注意,往往會(huì)引起設(shè)備振動(dòng)、部件損壞,甚至人員傷亡。如何擰緊一個(gè)小小的螺母,一直是機(jī)械設(shè)計(jì)中長(zhǎng)盛不衰的話題,我們來(lái)聊聊工作中基本的固定螺母的方法。
一、螺栓為什么越擰越緊呢?
   一般情況下,我們對(duì)于螺栓斷裂從以下四個(gè)方面來(lái)分析:
一、螺栓的質(zhì)量 
第二、螺栓的預(yù)緊力矩 
第三、螺栓的強(qiáng)度 
第四、螺栓的疲勞強(qiáng)度 
     實(shí)際上,螺栓斷裂絕大多數(shù)情況都是因?yàn)樗蓜?dòng)而斷裂的,是由于松動(dòng)而被打壞的。因?yàn)槁菟ㄋ蓜?dòng)打斷的情況和疲勞斷裂的情況大體相同,我們總能從疲勞強(qiáng)度上找到原因,實(shí)際上,疲勞強(qiáng)度大得我們無(wú)法想象,螺栓在使用過(guò)程中根本用不到疲勞強(qiáng)度。
螺栓
1、螺栓斷裂不是由于螺栓的抗拉強(qiáng)度
    以一只M20×80的8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓為例,它的重量只有0.2公斤,而它的小拉力載荷是20噸,高達(dá)它自身重量的十萬(wàn)倍,一般情況下,我們只會(huì)用它緊固20公斤的部件,也只使用它大能力的千分之一。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(qiáng)度是足夠的,不可能因?yàn)槁菟ǖ膹?qiáng)度不夠而損壞。
2、選用防松效果優(yōu)異的螺紋防松方式是解決問(wèn)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(jí)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(jì)算,預(yù)緊力高達(dá)三、四百噸。但是螺栓一樣會(huì)斷,現(xiàn)在準(zhǔn)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?nèi)菀椎贸龅慕Y(jié)論是強(qiáng)度不夠,因而大都采用加大螺栓直徑強(qiáng)度等級(jí)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(dāng)然防松效果也可以得到改善,但這種辦法其實(shí)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。”
3、螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強(qiáng)度
    螺紋緊固件在橫向振松實(shí)驗(yàn)中只需一百次即可松動(dòng),而在疲勞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中需反復(fù)振動(dòng)一百萬(wàn)次。換句話說(shuō),螺紋緊固件在使用其疲勞強(qiáng)度的萬(wàn)分之一時(shí)即松動(dòng)了,我們只使用了它大能力的萬(wàn)分之一,所以說(shuō)螺紋緊固件的松動(dòng)也不是因?yàn)槁菟ㄆ趶?qiáng)度。
4、螺紋緊固件損壞的真正原因是松動(dòng)
     螺紋緊固件松動(dòng)后,產(chǎn)生巨大的動(dòng)能mv2,這種巨大的動(dòng)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(wú)法在正常的狀態(tài)下工作,進(jìn)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。
二、螺栓松動(dòng)原因分析
    螺紋聯(lián)接 按自鎖條件設(shè)計(jì):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(huì)自行松脫。但是在沖擊、振動(dòng)、變載荷下、溫度變化較大時(shí) 螺旋副摩擦力F會(huì)減小或瞬時(shí)消失。這種現(xiàn)象若反復(fù)出現(xiàn),連接螺栓就會(huì)逐漸松動(dòng)。螺紋緊固件松動(dòng)后,產(chǎn)生的動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng),或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度。
常用防松方法介紹(簡(jiǎn)單介紹一下常用的的防松方法,文后將重點(diǎn)講解一些新型的,獨(dú)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(jī)械防松和永久防松。機(jī)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。
常用的螺母防松方法有三種:摩擦防松、機(jī)械防松和永久防松。

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