通常,我们对螺栓断裂的分析主要围绕四个方面:螺栓的质量、预紧力矩、强度以及疲劳强度。然而,大多数螺栓断裂实际上是由于松动引起的,而非这些因素。
1、螺栓断裂并非由于抗拉强度不足
以M20×80的8.8级高强度螺栓为例,其重量仅为0.2公斤,但最小拉力载荷高达20吨,是其自重的十万倍。在实际应用中,我们通常只用它来紧固重量仅为20公斤的部件,仅使用了其最大承载能力的千分之一。因此,螺栓的抗拉强度是足够的,断裂并非由此引起。
2、螺栓断裂并非由于疲劳强度不足
在横向振动实验中,螺纹紧固件只需一百次振动就会松动,而在疲劳强度实验中则需要一百万次振动。这表明,螺栓在使用过程中远未达到其疲劳强度,因此松动也不是由于疲劳强度不足。
3、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动
一旦螺纹紧固件松动,会产生巨大的动能,这种动能直接作用于紧固件和设备,导致紧固件损坏,进而影响设备的正常运作。
4、采用有效的防松措施是关键
例如,GT80液压锤的螺栓尽管具有很高的抗拉力,但仍会断裂,主要是因为防松措施不足。加大螺栓直径和强度等级并非专业解决方案,真正的解决之道在于选用合适的防松方法。
螺栓松动原因解析
螺纹联接在静载下不会自行松脱,但在冲击、振动、变载荷和温度变化的情况下,摩擦力会减小或瞬间消失,导致螺栓逐渐松动。
常用防松方法介绍
螺栓的防松方法主要包括摩擦防松、机械防松和永久防松。以下是几种常见的防松方法:
摩擦防松:
弹簧垫片防松
对顶螺母(双螺母)防松
自锁螺母防松
弹性圈螺母防松
机械防松:
槽型螺母和开口销防松
止动垫片
串联钢丝防松
永久防松:
点焊、铆接、粘合等不可拆卸防松方法
冲边法防松
粘合防松—螺母防松液
通过这些方法,可以有效防止螺栓松动,确保设备和结构的稳定性。