螺栓松動的5個原因

螺栓為什么會松動？你是不是也有這樣的困惑。今天，法士威就給大家科普一下螺栓松動的五大原因。

螺栓松動的危害

 1 法蘭泄漏

2風機轉子與機艙分離脫落

 3 船舶發(fā)動機震動連接螺栓脫落

船舶發(fā)動機震動連接螺栓脫落，并隨著船舶滾動，造成設備的進一步損壞。

    在螺栓連接中，擰緊螺母實際上會使螺栓伸長，就像拉動彈簧一樣。這種拉力，或者說張力，會產生相反的夾緊力，將被連接件的兩部分緊密的固定在一起。

如果螺栓松動，夾緊力就會減弱。

松動的螺栓不僅僅是一個令人頭疼的麻煩。如果接頭沒有迅速重新擰緊，就可能開始泄漏液體或氣體，螺栓可能斷裂，設備可能損壞，或可能發(fā)生災難性事故。

灌滿燃料的運載火箭

螺栓固定的鐵軌

螺栓松動的5個原因

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，最終可能導致螺栓斷裂。

 2  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。最終，振動將導致螺栓的螺紋上“旋轉松開”，接頭失去夾緊力。

3嵌入

設計開發(fā)螺栓張力的工程師允許有一段磨合期，產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最小夾緊力。

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生凸點壓潰，永久塑性變形，從而螺栓的夾緊長度會降低，最終導致螺栓的預緊力下降。 

4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。

5  沖擊

沖擊-較大沖擊載荷超過螺栓預緊時摩擦力，產生滑動。

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，這種滑動最終會導致螺栓松動。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。

總結

“最好的防松是保證預緊力足夠，不會使接頭產生滑動、開口等問題”

以上分析可以看出由于預緊力不足或降低導致松動的原因就達到了3個，因此需要特別控制螺栓的預緊力來控制松動的風險。

只要預緊力足夠滿足要求，只要不是太短的夾緊長度（如lk≥3d），即使存在一定的振動載荷，螺栓一般也不會自松動。

良好的螺栓連接設計、適當的夾緊力開發(fā)和適當的螺栓防松裝置相結合，可以可靠地固定螺栓連接，以應對這里提出的許多松動挑戰(zhàn)。

一個好的螺栓連接將被設計成適當尺寸和類型的螺栓和螺母，并指定最佳的張力，以達到保持連接完整性所需的夾緊力。

在應用中，適當的夾緊力要求每個螺栓中的張力（預緊力）達到正確水平，并在整個使用壽命期間保持在該水平。

因此在螺栓上保持適當的張力是至關重要的，可以在設計時候采用超聲波來測量螺栓的軸力，保證螺栓的預緊力達到設計要求，茲懋的超聲波軸力測量儀就是專門用來測量螺栓的軸力，還具有二維碼功能，可實時追溯該螺栓的軸力。

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   iBolt是一款國內自主研發(fā)具有自主知識產權的螺紋緊固件預緊力測量儀。自問世以來，iBolt在風電、高鐵、汽車、航空、航天等領域得到了廣泛的應用。已經成為高強度緊固系統(tǒng)開發(fā)和螺栓裝配工藝制定必要設備。

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在產品安裝階段、保證緊固件達到設計預緊力；在產品運行階段，可對緊固件預緊力進行監(jiān)測。