螺栓松動(dòng)的五大原因

01緊固不足

擰緊不足或錯(cuò)誤擰緊的螺栓本質(zhì)上是擰緊不足的，如果它們?cè)俅嗡砷_(kāi)，接頭將沒(méi)有足夠的夾緊力將所有零件固定在一起。這可能導(dǎo)致兩部分之間的橫向滑動(dòng)，螺栓將受到不必要的剪切應(yīng)力，最終可能導(dǎo)致螺栓斷裂。

02振動(dòng)

螺栓聯(lián)接在振動(dòng)下的試驗(yàn)表明，許多微小的“側(cè)向”運(yùn)動(dòng)使聯(lián)接的兩部分相互運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，螺栓頭或螺母和被聯(lián)接部分也會(huì)運(yùn)動(dòng)。

這些重復(fù)的運(yùn)動(dòng)抵消了螺栓和連接件之間的摩擦。最終，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致螺栓的螺紋“旋轉(zhuǎn)松動(dòng)”，接頭失去夾緊力。

03嵌入

設(shè)計(jì)螺栓拉力的工程師允許有一個(gè)磨合期，導(dǎo)致預(yù)緊力有一定損失，在此期間螺栓的松緊會(huì)有所松動(dòng)。

這種松弛是由螺栓頭和/或螺母、螺紋與連接件結(jié)合面之間的嵌入引起的，在軟質(zhì)材料(如復(fù)合材料)和硬質(zhì)拋光金屬中都可能發(fā)生。

如果接頭設(shè)計(jì)不當(dāng)，或者螺栓在開(kāi)始時(shí)沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的拉力，接頭的嵌入可能會(huì)導(dǎo)致夾緊力的損失，可能達(dá)不到要求的最小夾緊力。

結(jié)合面之間存在微觀不規(guī)則性，擰緊后在螺栓預(yù)緊力的作用下會(huì)導(dǎo)致磕碰壓和永久塑性變形，使螺栓的夾緊長(zhǎng)度減小，最終使螺栓的預(yù)緊力減小。

04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薄而軟的墊圈，以密封接頭并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彈回。

隨著時(shí)間的推移，特別是當(dāng)它接近高溫或腐蝕性化學(xué)物質(zhì)時(shí)，墊圈可能會(huì)“蠕變”，這意味著它失去了彈性，從而導(dǎo)致夾緊力的損失。

如果螺栓和接頭的材料不同，環(huán)境或工業(yè)周期的快速變化造成的過(guò)大溫差會(huì)導(dǎo)致螺栓材料的快速膨脹或收縮，可能會(huì)使螺栓松動(dòng)。

05影響

沖擊——螺栓預(yù)緊時(shí)較大的沖擊載荷超過(guò)摩擦力，導(dǎo)致滑動(dòng)。

來(lái)自機(jī)械、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)等的動(dòng)態(tài)或交變負(fù)載?？赡軐?dǎo)致機(jī)械沖擊-施加在螺栓或接頭上的沖擊力-導(dǎo)致螺栓的相對(duì)滑動(dòng)。

就像振動(dòng)一樣，這種滑動(dòng)最終會(huì)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)。即使是沖擊，在設(shè)計(jì)接頭連接時(shí)也往往不會(huì)考慮這么大的載荷。

什么是預(yù)載荷？

工程中具有多重含義的術(shù)語(yǔ)。一個(gè)是緊固件最初擰緊時(shí)產(chǎn)生的張力(載荷)。當(dāng)螺栓被拉伸時(shí)，螺栓和螺母之間的部分被壓縮，從而增加了所謂的夾緊載荷，直到緊固過(guò)程完成。

螺栓松動(dòng)的危險(xiǎn)

船舶發(fā)動(dòng)機(jī)連接螺栓震落，隨船滾動(dòng)，造成設(shè)備進(jìn)一步損壞。

在螺栓連接中，擰緊螺母實(shí)際上會(huì)拉長(zhǎng)螺栓，就像拉動(dòng)彈簧一樣。這種拉力，或者說(shuō)張力，會(huì)產(chǎn)生相反的夾緊力，由連接器的兩部分緊緊固定。

如果螺栓松動(dòng)，夾緊力就會(huì)減弱。

松動(dòng)的螺栓不僅令人頭疼。如果接頭沒(méi)有迅速擰緊，液體或氣體可能開(kāi)始泄漏，螺栓可能斷裂，設(shè)備可能損壞，或者可能發(fā)生災(zāi)難性事故。

總結(jié)

“最好的防松是保證預(yù)緊力足夠，這樣接頭就不會(huì)出現(xiàn)滑開(kāi)等問(wèn)題?！?/p>

從上面的分析可以看出，預(yù)緊力不足或減小導(dǎo)致松動(dòng)的原因有三種，所以需要專(zhuān)門(mén)控制螺栓的預(yù)緊力，以控制松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

只要預(yù)緊力足夠滿(mǎn)足要求，只要夾緊長(zhǎng)度不太短(如lk≥3d)，即使有一定的振動(dòng)載荷，螺栓一般也不會(huì)自行松動(dòng)。

良好的螺栓連接設(shè)計(jì)、適當(dāng)?shù)膴A緊力開(kāi)發(fā)和適當(dāng)?shù)穆菟ㄦi定裝置的組合可以可靠地固定螺栓連接，以滿(mǎn)足這里提出的許多松動(dòng)挑戰(zhàn)。

一個(gè)良好的螺栓連接將設(shè)計(jì)有適當(dāng)尺寸和類(lèi)型的螺栓和螺母，并規(guī)定最佳張力以達(dá)到保持連接完整性所需的夾緊力。

在應(yīng)用中，適當(dāng)?shù)膴A緊力要求每個(gè)螺栓中的張力(預(yù)緊力)達(dá)到正確的水平，并在其整個(gè)使用壽命中保持該水平。