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知识干货 | 螺栓断裂原因的分析

2019-08-12   作者:紧固件工业网   来源:6月22-24,上海世博紧固件展   浏览次数:147

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      一般情况下,我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析:

       1. 螺栓的质量

       2. 螺栓的预紧力矩

       3. 螺栓的强度

       4. 螺栓的疲劳强度

 

      实际上,螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的,是由于松动而被打坏的。

      因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同,最后,我们总能从疲劳强度上找到原因,实际上,疲劳强度大得我们无法想象,螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。

 

      螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度

      以一只M20×808.8级高强螺栓为例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力载荷是20吨,高达它自身重量的十万倍,一般情况下,我们只会用它紧固20公斤的部件,也只使用它最大能力的千分之一。

即便是设备中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的,不可能因为螺栓的强度不够而损坏。

 

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      螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度

      螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动,而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说,螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了,我们只使用了它大能力的万分之一,所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。

 

      螺纹紧固件损坏的真正原因是松动

      螺纹紧固件松动后,产生巨大的动能mv2,这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备,致使紧固件损坏。紧固件损坏后,设备无法在正常的状态下工作,进一步导致设备损坏。

 

      受轴向力作用的紧固件,螺纹被破坏,螺栓被拉断。

      受径向力作用的紧固件,螺栓被剪断,螺栓孔被打成橢圆。


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      选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在

      以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨,其侧板螺栓为710.9M42螺栓,每根螺栓的抗拉力为110吨,预紧力取抗拉力一半计算,预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断,现在准备改成M48的螺栓,根本原因是螺栓防松解决不了。


      螺栓断裂,人们最容易得出的结论是强度不够,因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力,其摩擦力也得到了增加,当然防松效果也可以得到改善,但这种办法其实是一种非专业的办法,它的投入太大,收益太小。

 

      总之,螺栓是:“不松不断,一松就断。”


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