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为什么螺栓会松动?
发布时间：
2023-05-18 14:38
来源：
为了防止自发螺栓松动,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张力,增加夹紧部件之间的摩擦或减小循环载荷(例如,冲击,振动或循环热负荷)来实现。
另一种常见方法是增加螺栓螺纹之间的摩擦力。有许多解决方案可以做到这一点,虽然其中一些是有效的,但它们也有其缺点。胶水或粘合剂可以是有效的基于摩擦的方法,但是当涉及拆卸和移除螺栓时,干燥的胶可能是有问题的。此外,增加螺纹之间的摩擦会降低在特定扭矩水平下可实现的预载荷。锁定线是航空业中常用的方法。
疲劳是螺栓和夹紧部件的性损坏或变形。这是由于预紧力的损失导致关节开口。预负荷损失有两种基本机制 - 自发松动和松弛。
当螺栓由于冲击,振动或动态载荷而旋转松动时,自发松动或旋转自松动。即使轻微旋转也足以使螺栓连接失去其所有预载荷。这是螺栓松动的常见原因。
松弛是由三种机制引起的:沉降,蠕变和松弛。“当动力荷载发生时,沉降是至关重要的。当接头受到动态工作载荷的应力增加时,夹紧材料会发生变形,”Nord-Lock集团技术经理Harlen Seow解释道。“如果零件中的应力没有超过屈服强度,螺栓连接的大多数零件将在释放后恢复形状。接触面中的某些材料,如油漆,很可能会变形,”他说。
如果材料沉降,即使只是几微米,螺栓的拉伸也会减少,并导致预载荷的损失。
蠕变是一种变形,由于长期暴露于低于接头材料屈服强度的高应力水平而发生。在高温应用中它更严重。
松弛是指接头材料中的微观结构重组,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,夹具长度不会改变,这使得检测更加困难。“测量预载损失的一种方法是在运行一段时间后测量螺栓长度,并在紧固后立即与螺栓长度进行比较,”Seow补充道。“然而,这不会发现放松,这使它更成问题。”
避免疲劳的关键是良好的设计,近年来由于对许多螺栓连接的需求增加和轻质材料的使用增加而变得越来越重要。重要的是不仅要关注螺栓的拉伸能力,因此要忽略其他参数,例如弹性和刚度,这些参数也很重要。
“正确的接头设计是实现高强度摩擦夹持连接的关键,具有高预载水平,因此在整个使用寿命期间具有高防滑性,”Dinger说。“到目前为止,设计工程师一直关注螺栓断裂的失败。随着性能的提高和关节重量的减少,其他失效机制变得越来越重要。在轻量化设计中,预载松弛和自松动的机制越来越普遍。“
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