5 dôvodov, prečo sú skrutky uvoľnené
Nedostatočné utiahnutie
Nedostatočne utiahnuté alebo nesprávne utiahnuté skrutky sú vo svojej podstate nedotiahnuté a ak sú uvoľnené, spoj nemá dostatočnú upínaciu silu, aby držal diely pohromade. To môže viesť k bočnému kĺzaniu medzi týmito dvoma časťami a skrutka je vystavená zbytočnému šmykovému namáhaniu, čo môže nakoniec spôsobiť zlomenie skrutky.
02
vibrácie
Testy skrutkových spojov pri vibráciách ukázali, že veľa malých "laterálnych" pohybov spôsobuje, že sa obe časti spoja navzájom pohybujú, ako aj hlava alebo matica skrutky a spojené časti.
Tieto opakované pohyby rušia trenie medzi skrutkou a spájanými časťami. Nakoniec vibrácie spôsobia, že sa skrutka „uvoľní“ na závitoch a spoj stratí priľnavosť.
03
vložiť
Inžinieri, ktorí navrhujú a vyvíjajú napnutie skrutky, počítajú s obdobím zábehu, stratou predpätia, počas ktorej sa skrutka uvoľní v tesnosti.
Toto uvoľnenie je spôsobené zachytením medzi hlavou skrutky a/alebo maticou, závitmi a lícovanými povrchmi spojených častí a môže nastať v mäkkých materiáloch, ako sú kompozity, ako aj v tvrdých leštených kovoch.
Ak spoj nie je správne navrhnutý, alebo ak skrutka na začiatku nie je v predpísanom napätí, môže zapustenie spoja spôsobiť stratu zvieracej sily a nedosiahne sa požadovaná minimálna zverná sila.
Medzi plochami spoja sú mikroskopické nerovnosti a hrbolčeky sa pôsobením sily predbežného utiahnutia skrutky po dotiahnutí rozdrvia a trvalo plasticky zdeformujú, takže sa skráti upínacia dĺžka skrutky a nakoniec predtiahnutie. sila skrutky sa zníži.
04
Tesnenie a tepelná rozťažnosť
Mnohé skrutkové spoje obsahujú tenké, mäkké tesnenie medzi hlavou skrutky a povrchom spoja na utesnenie spoja proti úniku plynu alebo kvapaliny. Samotná podložka tiež pôsobí ako pružina, ktorá sa odrazí pod tlakom skrutky a protiľahlých plôch.
V priebehu času, najmä pri vysokých teplotách alebo korozívnych chemikáliách, môže tesnenie „tečúť“, čo znamená, že stráca svoju elasticitu, čo vedie k strate zvieracej sily.
Ak sú skrutky a spoje vyrobené z rôznych materiálov, rýchle rozťahovanie alebo zmršťovanie materiálu skrutiek v dôsledku rýchlych zmien prostredia alebo nadmerných teplotných rozdielov v dôsledku priemyselných cyklických procesov môže spôsobiť uvoľnenie skrutiek.
05
šok
Ráz - Väčšie rázové zaťaženie prekračuje treciu silu, keď je skrutka predpätá, čo vedie k preklzávaniu.
Dynamické alebo striedavé zaťaženie strojmi, generátormi, veternými turbínami atď. môže spôsobiť mechanické otrasy – nárazové sily pôsobiace na skrutku alebo spoj – spôsobujúce vzájomné posúvanie skrutiek.
Podobne ako vibrácie, aj toto prekĺznutie môže nakoniec spôsobiť uvoľnenie skrutky. Ani ráz sa často nepovažuje za také veľké zaťaženie pri navrhovaní spojov spojov.
Čo je predbežné načítanie?
Pojem, ktorý má v strojárstve mnoho významov. Jedným z nich je napätie (zaťaženie) vyvinuté spojovacím prvkom pri jeho počiatočnom utiahnutí. Keď je skrutka natiahnutá, komponenty medzi skrutkou a maticou sa stlačia, čím sa zvýši takzvané upínacie zaťaženie, kým sa proces uťahovania nedokončí.
Nebezpečenstvo uvoľnených skrutiek
01
Netesnosť príruby
02
Rotor ventilátora je oddelený od gondoly
03
Skrutky spojenia vibrácií lodného motora odpadnú
Vibračné spojovacie skrutky lodného motora odpadli a odkotúľali sa s loďou, čím spôsobili ďalšie poškodenie zariadenia.
V skrutkovom spoji utiahnutie matice skutočne predĺži skrutku, ako keby ste ťahali pružinu. Táto ťažná sila alebo napätie vytvára opačnú upínaciu silu, ktorá drží dve časti spojeného kusu tesne pri sebe.
Ak je skrutka uvoľnená, upínacia sila sa oslabí.
Uvoľnené skrutky sú viac než len bolesť hlavy. Ak sa spoje rýchlo nedotiahnu, môže začať unikať kvapalina alebo plyn, môžu sa zlomiť skrutky, poškodiť zariadenie alebo môže dôjsť ku katastrofálnej nehode.
plne poháňaná nosná raketa
skrutkované koľajnice
"Najlepšou ochranou proti uvoľneniu je zabezpečiť, aby sila predbežného utiahnutia bola dostatočná na zabránenie problémom, ako je skĺznutie a otvorenie spoja."
Z vyššie uvedenej analýzy je zrejmé, že existujú tri dôvody na uvoľnenie v dôsledku nedostatočnej alebo zníženej sily predbežného utiahnutia. Preto je potrebná špeciálna kontrola sily predbežného utiahnutia skrutiek na kontrolu rizika uvoľnenia.
Pokiaľ je predbežná uťahovacia sila dostatočná na splnenie požiadaviek, pokiaľ upínacia dĺžka nie je príliš krátka (napríklad lk Väčšia alebo rovná 3d), aj keď existuje určité zaťaženie vibráciami, skrutka bude vo všeobecnosti sama sa neuvoľní.
Kombinácia dobrého dizajnu skrutkových spojov, správneho vývoja upínacej sily a správneho zaistenia skrutiek môže spoľahlivo zaistiť skrutkové spoje, aby splnili mnohé výzvy týkajúce sa uvoľňovania, ktoré sú tu uvedené.
Dobré skrutkové spojenie bude navrhnuté so správnou veľkosťou a typom skrutiek a matíc a špecifikuje sa optimálne napätie na dosiahnutie zvieracej sily potrebnej na udržanie integrity spojenia.
Správna upínacia sila v aplikácii vyžaduje správnu úroveň napätia (predpätia) v každej skrutke, ktorá sa má udržiavať na tejto úrovni počas celej životnosti.
Preto je veľmi dôležité udržiavať správne napätie na skrutkách. Ultrazvukové vlny sa môžu použiť na meranie axiálnej sily skrutiek počas návrhu, aby sa zabezpečilo, že sila predbežného utiahnutia skrutiek spĺňa konštrukčné požiadavky.
5 dôvodov, prečo sú skrutky uvoľnené
Nedostatočné utiahnutie
Nedostatočne utiahnuté alebo nesprávne utiahnuté skrutky sú vo svojej podstate nedotiahnuté a ak sú uvoľnené, spoj nemá dostatočnú upínaciu silu, aby držal diely pohromade. To môže viesť k bočnému kĺzaniu medzi týmito dvoma časťami a skrutka je vystavená zbytočnému šmykovému namáhaniu, čo môže nakoniec spôsobiť zlomenie skrutky.
02
vibrácie
Testy skrutkových spojov pri vibráciách ukázali, že veľa malých "laterálnych" pohybov spôsobuje, že sa obe časti spoja navzájom pohybujú, ako aj hlava alebo matica skrutky a spojené časti.
Tieto opakované pohyby rušia trenie medzi skrutkou a spájanými časťami. Nakoniec vibrácie spôsobia, že sa skrutka „uvoľní“ na závitoch a spoj stratí priľnavosť.
03
vložiť
Inžinieri, ktorí navrhujú a vyvíjajú napnutie skrutky, počítajú s obdobím zábehu, stratou predpätia, počas ktorej sa skrutka uvoľní v tesnosti.
Toto uvoľnenie je spôsobené zachytením medzi hlavou skrutky a/alebo maticou, závitmi a lícovanými povrchmi spojených častí a môže nastať v mäkkých materiáloch, ako sú kompozity, ako aj v tvrdých leštených kovoch.
Ak spoj nie je správne navrhnutý, alebo ak skrutka na začiatku nie je v predpísanom napätí, môže zapustenie spoja spôsobiť stratu zvieracej sily a nedosiahne sa požadovaná minimálna zverná sila.
Medzi plochami spoja sú mikroskopické nerovnosti a hrbolčeky sa pôsobením sily predbežného utiahnutia skrutky po dotiahnutí rozdrvia a trvalo plasticky zdeformujú, takže sa skráti upínacia dĺžka skrutky a nakoniec predtiahnutie. sila skrutky sa zníži.
04
Tesnenie a tepelná rozťažnosť
Mnohé skrutkové spoje obsahujú tenké, mäkké tesnenie medzi hlavou skrutky a povrchom spoja na utesnenie spoja proti úniku plynu alebo kvapaliny. Samotná podložka tiež pôsobí ako pružina, ktorá sa odrazí pod tlakom skrutky a protiľahlých plôch.
V priebehu času, najmä pri vysokých teplotách alebo korozívnych chemikáliách, môže tesnenie „tečúť“, čo znamená, že stráca svoju elasticitu, čo vedie k strate zvieracej sily.
Ak sú skrutky a spoje vyrobené z rôznych materiálov, rýchle rozťahovanie alebo zmršťovanie materiálu skrutiek v dôsledku rýchlych zmien prostredia alebo nadmerných teplotných rozdielov v dôsledku priemyselných cyklických procesov môže spôsobiť uvoľnenie skrutiek.
05
šok
Ráz - Väčšie rázové zaťaženie prekračuje treciu silu, keď je skrutka predpätá, čo vedie k preklzávaniu.
Dynamické alebo striedavé zaťaženie strojmi, generátormi, veternými turbínami atď. môže spôsobiť mechanické otrasy – nárazové sily pôsobiace na skrutku alebo spoj – spôsobujúce vzájomné posúvanie skrutiek.
Podobne ako vibrácie, aj toto prekĺznutie môže nakoniec spôsobiť uvoľnenie skrutky. Ani ráz sa často nepovažuje za také veľké zaťaženie pri navrhovaní spojov spojov.
Čo je predbežné načítanie?
Pojem, ktorý má v strojárstve mnoho významov. Jedným z nich je napätie (zaťaženie) vyvinuté spojovacím prvkom pri jeho počiatočnom utiahnutí. Keď je skrutka natiahnutá, komponenty medzi skrutkou a maticou sa stlačia, čím sa zvýši takzvané upínacie zaťaženie, kým sa proces uťahovania nedokončí.
Nebezpečenstvo uvoľnených skrutiek
01
Netesnosť príruby
02
Rotor ventilátora je oddelený od gondoly
03
Skrutky spojenia vibrácií lodného motora odpadnú
Vibračné spojovacie skrutky lodného motora odpadli a odkotúľali sa s loďou, čím spôsobili ďalšie poškodenie zariadenia.
V skrutkovom spoji utiahnutie matice skutočne predĺži skrutku, ako keby ste ťahali pružinu. Táto ťažná sila alebo napätie vytvára opačnú upínaciu silu, ktorá drží dve časti spojeného kusu tesne pri sebe.
Ak je skrutka uvoľnená, upínacia sila sa oslabí.
Uvoľnené skrutky sú viac než len bolesť hlavy. Ak sa spoje rýchlo nedotiahnu, môže začať unikať kvapalina alebo plyn, môžu sa zlomiť skrutky, poškodiť zariadenie alebo môže dôjsť ku katastrofálnej nehode.
plne poháňaná nosná raketa
skrutkované koľajnice
"Najlepšou ochranou proti uvoľneniu je zabezpečiť, aby sila predbežného utiahnutia bola dostatočná na zabránenie problémom, ako je skĺznutie a otvorenie spoja."
Z vyššie uvedenej analýzy je zrejmé, že existujú tri dôvody na uvoľnenie v dôsledku nedostatočnej alebo zníženej sily predbežného utiahnutia. Preto je potrebná špeciálna kontrola sily predbežného utiahnutia skrutiek na kontrolu rizika uvoľnenia.
Pokiaľ je predbežná uťahovacia sila dostatočná na splnenie požiadaviek, pokiaľ upínacia dĺžka nie je príliš krátka (napríklad lk Väčšia alebo rovná 3d), aj keď existuje určité zaťaženie vibráciami, skrutka bude vo všeobecnosti sama sa neuvoľní.
Kombinácia dobrého dizajnu skrutkových spojov, správneho vývoja upínacej sily a správneho zaistenia skrutiek môže spoľahlivo zaistiť skrutkové spoje, aby splnili mnohé výzvy týkajúce sa uvoľňovania, ktoré sú tu uvedené.
Dobré skrutkové spojenie bude navrhnuté so správnou veľkosťou a typom skrutiek a matíc a špecifikuje sa optimálne napätie na dosiahnutie zvieracej sily potrebnej na udržanie integrity spojenia.
Správna upínacia sila v aplikácii vyžaduje správnu úroveň napätia (predpätia) v každej skrutke, ktorá sa má udržiavať na tejto úrovni počas celej životnosti.
Preto je veľmi dôležité udržiavať správne napätie na skrutkách. Ultrazvukové vlny sa môžu použiť na meranie axiálnej sily skrutiek počas návrhu, aby sa zabezpečilo, že sila predbežného utiahnutia skrutiek spĺňa konštrukčné požiadavky.
