螺栓松動(dòng)的主要原因:
1、 擰緊不足
擰緊不足或假擰緊的螺栓本來就是預(yù)緊力不足,如果再出現(xiàn)松動(dòng),接頭便沒有足夠的夾緊力將各個(gè)部分固定在一起。這可能導(dǎo)致兩個(gè)零件之間橫向滑動(dòng),螺栓就會(huì)受到不必要的剪切應(yīng)力,終可能導(dǎo)致螺栓斷裂。
2、墊片蠕變和熱膨脹
許多螺栓接頭在螺栓頭和接頭表面之間包括一個(gè)薄而軟的墊圈,以密封接頭,防止氣體或液體泄漏。墊圈本身也起到彈簧的作用,在螺栓和接合面的壓力下回彈。
隨著時(shí)間的推移,尤其是接近高溫或腐蝕性化學(xué)品時(shí),墊圈可能會(huì)“蠕變”,這意味著它失去彈性,導(dǎo)致夾緊力的損失。
如果螺栓和接頭的材料不同,由于環(huán)境快速變化或工業(yè)循環(huán)過程導(dǎo)致的溫度差異過大,會(huì)導(dǎo)致螺栓材料迅速膨脹或收縮,可能會(huì)使螺栓松動(dòng)。
3、沖擊
沖擊-較大沖擊載荷超過螺栓預(yù)緊時(shí)摩擦力,產(chǎn)生滑動(dòng)。
來自機(jī)械、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)等的動(dòng)態(tài)或交變載荷可導(dǎo)致機(jī)械沖擊——施加在螺栓或接頭上的沖擊力——導(dǎo)致螺栓發(fā)生相對滑動(dòng)。
就像振動(dòng)一樣,這種滑動(dòng)終會(huì)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)。甚至沖擊往往在設(shè)計(jì)接頭連接時(shí)候還未考慮到這么大的載荷。
4、振動(dòng)
對螺栓連接在振動(dòng)下的試驗(yàn)表明,許多小的“橫向”運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致連接的兩個(gè)部分相互運(yùn)動(dòng),同時(shí)螺栓頭或螺母與被連接件也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
這些重復(fù)的運(yùn)動(dòng)會(huì)抵消螺栓和被連接件之間的摩擦。振動(dòng)將導(dǎo)致螺栓的螺紋上“旋轉(zhuǎn)松開”,接頭失去夾緊力。
5、嵌入
設(shè)計(jì)開發(fā)螺栓張力的工程師允許有一段磨合期,產(chǎn)生一定的預(yù)緊力損失,在此期間,螺栓的緊密度會(huì)出現(xiàn)松弛。
這種松弛是由于螺栓頭和/或螺母、螺紋及被連接件結(jié)合面之間嵌入造成的,并且可以在軟材料(如復(fù)合材料)以及硬質(zhì)拋光金屬都會(huì)發(fā)生。
如果接頭設(shè)計(jì)不當(dāng),或者在開始時(shí)螺栓未達(dá)到規(guī)定張力,則接頭的嵌入可能導(dǎo)致夾緊力損失而達(dá)不到所需的小夾緊力。
結(jié)合面之間存在微觀的凹凸不平,在擰緊后螺栓預(yù)緊力作用下就會(huì)產(chǎn)生凸點(diǎn)壓潰,永久塑性變形,從而螺栓的夾緊長度會(huì)降低,終導(dǎo)致螺栓的預(yù)緊力下降
什么是預(yù)加載?
在工程中具有多種含義的術(shù)語。一個(gè)是緊固件在初擰緊時(shí)產(chǎn)生的張力(載荷)。當(dāng)螺栓伸展時(shí),螺栓和螺母之間的部件壓縮,從而增加所謂的夾緊負(fù)荷,直到緊固過程結(jié)束。