一般情況下,我們對于螺栓斷裂從以下四個方面來分析:
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第一、螺栓的質量 第二、螺栓的預緊力矩 第三、螺栓的強度 第四、螺栓的疲勞強度 實際上,螺栓斷裂絕大多數情況都是因為松動而斷裂的,是由于松動而被打壞的。
: }3 K: H1 `" _/ w! |/ T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。 , ~) Z+ S% J6 C* J9 G
一、螺栓斷裂不是由于螺栓的抗拉強度
' I; v5 Q6 f& _% {3 ?2 r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。 * r3 g% _: E: g( }% m: X. J
即便是設備中其它力的作用,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。 2 V9 W3 ~1 _* Q" O; k! \5 ?
二、螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強度
' S* l2 z) ]. N; q, E( C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振動一百萬次。 , o) s+ S$ d/ g# B4 i4 j$ ~
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。
1 g8 o: \# b( q& `/ D( Q* E三、螺紋緊固件損壞的真正原因是松動
F5 m/ A9 @6 G8 [$ j螺紋緊固件松動后,產生巨大的動能mv2,這種巨大的動能直接作用于緊固件及設備,致使緊固件損壞,緊固件損壞后,設備無法在正常的狀態下工作,進一步導致設備損壞。
& ?. c' f5 g3 V* G2 _* @: _+ k2 p受軸向力作用的緊固件,螺紋被破壞,螺栓被拉斷。 1 b: n+ Q4 W" [( x- r
受徑向力作用的緊固件,螺栓被剪斷,螺栓孔被打成橢圓。
* ~$ x2 ?, k6 |- L4 L) f四、選用防松效果優異的螺紋防松方式是解決問題的根本所在
5 L) p( o* z0 F( c W+ m以液壓錘為例。
- w) M: z/ W3 L3 \GT80液壓錘的重量是1.663噸,其側板螺栓為7套10.9級M42螺栓,每根螺栓的抗拉力為110噸,預緊力取抗拉力一半計算,預緊力高達三、四百噸。 6 _ u0 r5 E. O, }" B
但是螺栓一樣會斷,現在準備改成M48的螺栓,根本原因是螺栓防松解決不了。 : ~$ E4 R/ l% j. f4 K
螺栓斷裂,人們最容易得出的結論是強度不夠,因而大都采用加大螺栓直徑強度等級的辦法。 & v, F) Q, r. s: m! R( L
這種辦法可以增加螺栓的預緊力,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的辦法,它的投入太大,收益太小。 5 I0 a M4 y6 y* x
總之,螺栓是:“不松不斷,一松就斷。” (轉載于壓縮機網) 4 l% s: R9 `1 J% n ^3 O% H
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