螺栓松動(dòng)原因分析

螺栓松動(dòng)至少有五種原因，他們可以單獨(dú)發(fā)生，也可以同時(shí)發(fā)生：

1 擰緊不足

根據(jù)前面說明，擰緊不足的螺栓如果再出現(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)或連接件分離，從而就會(huì)在螺栓上施加不必要的剪切應(yīng)力或較大的軸向應(yīng)力，最終可能導(dǎo)致螺栓斷裂。

2 振動(dòng)

對(duì)螺栓連接在振動(dòng)下的試驗(yàn)表明，許多小的“橫向”滑動(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力。最終，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。

3 嵌入和熱膨脹

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)松弛到一定程度。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，則接頭的嵌入損失可能導(dǎo)致夾緊力小于所需的最小夾緊力。

4 墊片蠕變

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，以完全密封接頭，防止氣體或液體泄漏。墊圈本身也是能夠起到彈簧的作用，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”老化，這意味著它失去彈性，導(dǎo)致夾緊力的損失。如果緊挨螺栓的墊圈區(qū)域被內(nèi)部壓力沖破，或者螺栓沒有均勻地?cái)Q緊到接頭的整個(gè)表面，也可能發(fā)生這種情況。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)致的溫度差異過大以及裝配和使用的環(huán)境溫度差異太大，都會(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)或預(yù)緊力下降。

5 沖擊

來自機(jī)械、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)、汽車等設(shè)備的動(dòng)態(tài)或交變載荷可導(dǎo)致較大的機(jī)械沖擊，這樣沖擊力施加在螺栓或接頭上，導(dǎo)致螺栓發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。就像較大振幅的振動(dòng)一樣，這種滑動(dòng)最終會(huì)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)。

這些工況在設(shè)計(jì)時(shí)候往往不會(huì)考慮到，或者這種載荷不常見或者基本不會(huì)發(fā)生，為了降低重量和成本，螺栓接頭在這種濫用工況下允許產(chǎn)生滑動(dòng)，只要不被剪斷即可。

審核編輯 ：李倩