Объяснения: Почему ослабевают болты и как предотвратить преднатяг

Причины ослабления болтов

1. Недостаточная затяжка

Болты, которые не затянуты или затянуты неправильно, по своей природе имеют недостаточное усилие предварительной затяжки.

Если они снова ослабнут, суставу не хватит зажим усилие, чтобы скрепить все части вместе.

Это может привести к боковому скольжению между двумя частями, и болт будет подвергаться ненужным нагрузкам. напряжение сдвигачто в конечном итоге может привести к разрушение болта.

2. Вибрация

Тест на болтовое соединение Под действием вибрации множество мелких "поперечных" перемещений заставляют две части соединения двигаться вместе друг с другом, при этом головка болта или гайка и соединенная с ними деталь также будут двигаться.

Эти повторяющиеся движения будут противодействовать трению между болтом и соединяемой деталью.

Наконец, под воздействием вибрации резьба болта начнет "вращаться и ослабевать", и соединение потеряет силу фиксации.

3. Встраивание

Инженер, который проектирует и разрабатывает натяжение болта, допускает период обкатки, что приведет к некоторой потере усилия предварительного затягивания.

В этот период затяжка болта будет ослаблена.

Эта релаксация вызвана заделкой между головкой болта и/или гайки, резьбой и поверхностью соединения соединяемой детали и может возникать как в мягких материалах (например, композитных), так и в твердом полированном металле.

Если соединение сконструировано неправильно или если болт не достигает заданного натяжения в начале, вставка соединения может привести к потере зажимного усилия, не достигая требуемого минимального зажимного усилия.

Между поверхностями швов имеются микронеровности.

После затяжки, под действием силы предварительного затягивания болта, бугорок разрушится и произойдет необратимая пластическая деформация, которая уменьшит длину зажима болта и в конечном итоге приведет к уменьшению силы предварительного затягивания болта.

4. Ползучесть и тепловое расширение прокладок

Многие болтовые соединения включают тонкую и мягкую прокладку между головкой болта и поверхностью соединения для герметизации соединения и предотвращения утечки газа или жидкости.

Сама шайба также выполняет функцию источникПод давлением болта и торца шарнира он отходит назад.

Со временем, особенно при воздействии высоких температур или агрессивных химических веществ, прокладка может "сползти", то есть потерять эластичность, что приведет к потере силы прижима.

Если материалы болтов и соединений различны, разница температур, вызванная быстрым изменением окружающей среды или процессом промышленного цикла, слишком велика, что приведет к быстрому расширению или сжатию материалы болтови может привести к ослаблению болтов.

5. Воздействие

Динамические или переменные нагрузки от машин, генераторов, ветряных турбин и т.д. могут вызвать механическое воздействие - ударную силу, приложенную к болту или соединению, - и привести к скольжению болта относительно друг друга.

Как и вибрация, это скольжение в конечном итоге приведет к ослаблению болта.

Даже при ударном воздействии часто не учитывается такая большая нагрузка при проектировании стыкового соединения.

Что такое предварительная нагрузка?

Термины с несколькими значениями в проекте.

Один из них - это напряжение (нагрузка), возникающее при первоначальном затягивании крепежа.

Когда болт выдвигается, часть между болтом и гайкой сжимается, тем самым увеличивая так называемую зажимную нагрузку до завершения процесса затяжки.

Опасности, связанные с ослаблением болтов

1. Негерметичность фланца

2. Ротор вентилятора отделен от машинного отделения

3. Вибрационные соединительные болты судового двигателя отваливаются

Вибрационные соединительные болты двигателя корабля сорвались и покатились вместе с кораблем, вызвав дополнительные повреждения оборудования.

В болтовых соединениях затягивание гайки приводит к удлинению болта, как при растяжении пружины.

Это натяжение, или напряжение, будет создавать противоположные силы зажима, которые плотно зафиксируют две части соединителя вместе.

Если болт ослаблен, сила зажима уменьшится.

Ослабленные болты - это не просто головная боль. Если быстро не затянуть соединение, может начаться утечка жидкости или газа, болт может сломаться, оборудование может быть повреждено, или может произойти катастрофическая авария.

Крепление на рейку

Резюме

"Лучший способ предотвратить расшатывание - обеспечить достаточное усилие предварительной затяжки, и тогда соединение не будет испытывать таких проблем, как скольжение и раскрытие".

Из приведенного выше анализа видно, что существует три причины ослабления из-за недостаточного или пониженного предварительного натяжения.

Поэтому необходимо специально контролировать предварительный натяг болтов, чтобы предотвратить риск ослабления.

Если сила предварительной затяжки достаточна для выполнения требований, а длина зажима не слишком мала (например, 1k ≥ 3d), то даже при определенной вибрационной нагрузке болт, как правило, не ослабнет.

Сочетание хорошей конструкции болтового соединения, соответствующего усилия зажима и подходящих устройств для фиксации болтов может надежно защитить болтовые соединения от многих проблем, связанных с ослаблением, представленных здесь.

Хорошее болтовое соединение будет спроектировано с использованием болтов и гаек соответствующего размера и типа, а оптимальное натяжение будет задано для достижения силы зажима, необходимой для сохранения целостности соединения.

Для обеспечения надлежащей силы зажима необходимо, чтобы напряжение (предварительное натяжение) в каждом болте достигло нужного уровня и оставалось на этом уровне в течение всего срока службы.