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一般情況下,我們對(duì)于螺栓斷裂從以下四個(gè)方面來分析:
第一、螺栓的質(zhì)量
第二、螺栓的預(yù)緊力矩
第三、螺栓的強(qiáng)度
第四、螺栓的疲勞強(qiáng)度
實(shí)際上,螺栓斷裂絕大多數(shù)情況都是因?yàn)樗蓜?dòng)而斷裂的,是由于松動(dòng)而被打壞的。因?yàn)槁菟ㄋ蓜?dòng)打斷的情況和疲勞斷裂的情況大體相同,最后,我們總能從疲勞強(qiáng)度上找到原因,實(shí)際上,疲勞強(qiáng)度大得我們無法想象,螺栓在使用過程中根本用不到疲勞強(qiáng)度。
一、螺栓斷裂不是由于螺栓的抗拉強(qiáng)度:
以一只M20×80的8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓為例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力載荷是20噸,高達(dá)它自身重量的十萬倍,一般情況下,我們只會(huì)用它緊固20公斤的部件,也只使用它最大能力的千分之一。即便是設(shè)備中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺紋緊固件的抗拉強(qiáng)度是足夠的,不可能因?yàn)槁菟ǖ膹?qiáng)度不夠而損壞。
二、螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強(qiáng)度:
螺紋緊固件在橫向振松實(shí)驗(yàn)中只需一百次即可松動(dòng),而在疲勞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中需反復(fù)振動(dòng)一百萬次。換句話說,螺紋緊固件在使用其疲勞強(qiáng)度的萬分之一時(shí)即松動(dòng)了,我們只使用了它大能力的萬分之一,所以說螺紋緊固件的松動(dòng)也不是因?yàn)槁菟ㄆ趶?qiáng)度。
三、螺紋緊固件損壞的真正原因是松動(dòng):
螺紋緊固件松動(dòng)后,產(chǎn)生巨大的動(dòng)能mv2,這種巨大的動(dòng)能直接作用于緊固件及設(shè)備,致使緊固件損壞,緊固件損壞后,設(shè)備無法在正常的狀態(tài)下工作,進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備損壞。
受軸向力作用的緊固件,螺紋被破壞,螺栓被拉斷。
受徑向力作用的緊固件,螺栓被剪斷,螺栓孔被打成橢圓。
四、選用防松效果優(yōu)異的螺紋防松方式是解決問題的根本所在:
以液壓錘為例。GT80液壓錘的重量是1.663噸,其側(cè)板螺栓為7套10.9級(jí)M42螺栓,每根螺栓的抗拉力為110噸,預(yù)緊力取抗拉力一半計(jì)算,預(yù)緊力高達(dá)三、四百噸。但是螺栓一樣會(huì)斷,現(xiàn)在準(zhǔn)備改成M48的螺栓,根本原因是螺栓防松解決不了。
螺栓斷裂,人們最容易得出的結(jié)論是強(qiáng)度不夠,因而大都采用加大螺栓直徑強(qiáng)度等級(jí)的辦法。這種辦法可以增加螺栓的預(yù)緊力,其摩擦力也得到了增加,當(dāng)然防松效果也可以得到改善,但這種辦法其實(shí)是一種非專業(yè)的辦法,它的投入太大,收益太小。
總之,螺栓是:“不松不斷,一松就斷?!?/span>