螺栓松動的主要原因:
1、 擰緊不足
擰緊不足或假擰緊的螺栓本來就是預緊力不足,如果再出現(xiàn)松動,接頭便沒有足夠的夾緊力將各個部分固定在一起。這可能導致兩個零件之間橫向滑動,螺栓就會受到不必要的剪切應力,終可能導致螺栓斷裂。
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。
隨著時間的推移,尤其是接近高溫或腐蝕性化學品時,墊圈可能會“蠕變”,這意味著它失去彈性,導致夾緊力的損失。
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)過程導致的溫度差異過大,會導致螺栓材料迅速膨脹或收縮,可能會使螺栓松動。
3、沖擊
沖擊-較大沖擊載荷超過螺栓預緊時摩擦力,產(chǎn)生滑動。
來自機械、發(fā)電機、風力渦輪機等的動態(tài)或交變載荷可導致機械沖擊——施加在螺栓或接頭上的沖擊力——導致螺栓發(fā)生相對滑動。
就像振動一樣,這種滑動終會導致螺栓松動。甚至沖擊往往在設計接頭連接時候還未考慮到這么大的載荷。
4、振動
對螺栓連接在振動下的試驗表明,許多小的“橫向”運動導致連接的兩個部分相互運動,同時螺栓頭或螺母與被連接件也會產(chǎn)生運動。
這些重復的運動會抵消螺栓和被連接件之間的摩擦。振動將導致螺栓的螺紋上“旋轉松開”,接頭失去夾緊力。
5、嵌入
設計開發(fā)螺栓張力的工程師允許有一段磨合期,產(chǎn)生一定的預緊力損失,在此期間,螺栓的緊密度會出現(xiàn)松弛。
這種松弛是由于螺栓頭和/或螺母、螺紋及被連接件結合面之間嵌入造成的,并且可以在軟材料(如復合材料)以及硬質(zhì)拋光金屬都會發(fā)生。
如果接頭設計不當,或者在開始時螺栓未達到規(guī)定張力,則接頭的嵌入可能導致夾緊力損失而達不到所需的小夾緊力。
結合面之間存在微觀的凹凸不平,在擰緊后螺栓預緊力作用下就會產(chǎn)生凸點壓潰,永久塑性變形,從而螺栓的夾緊長度會降低,終導致螺栓的預緊力下降
什么是預加載?
在工程中具有多種含義的術語。一個是緊固件在初擰緊時產(chǎn)生的張力(載荷)。當螺栓伸展時,螺栓和螺母之間的部件壓縮,從而增加所謂的夾緊負荷,直到緊固過程結束。