機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 螺栓斷裂的真正原因是松動(dòng) [打印本頁]
作者: mtangzc 時(shí)間: 2010-9-2 11:58
標(biāo)題: 螺栓斷裂的真正原因是松動(dòng)
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,。
螺紋緊固件的松動(dòng)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,。
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。
5 r+ `/ e, D: n3 G9 @
受軸向力作用的緊固件,，螺紋被破壞,，螺栓被拉斷。
4 G2 k1 S8 v6 r* E- ]# a1 g' y
受徑向力作用的緊固件,，螺栓被剪斷,，螺栓孔被打成橢圓。
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：
目前，最先進(jìn)和效果最好的防松方式是唐氏螺紋緊固件防松方式,。唐氏螺栓在四輥破碎機(jī)上使用,、在液壓破碎錘上使用，其強(qiáng)度都沒有增加,，而螺栓不再斷裂了,。
作者: 打雜大學(xué)生 時(shí)間: 2010-9-2 12:20
螺紋緊固件損壞的真正原因是松動(dòng)
作者: 小衲 時(shí)間: 2010-9-2 12:56
百度來的：
o- y! r4 t. e4 U' H
1 T( M$ u+ v7 B* L- q9 M什么是唐氏螺紋防松方式？
: {% C; u) P7 z% _2 U: M+ i 懸賞分：0 - 解決時(shí)間：2010-8-24 17:04
- A, f* j+ J; Y8 z# Y+ Y唐氏螺紋同時(shí)具有左旋和右旋螺紋的特點(diǎn),。它既可以和左旋螺紋配合,，又可以和右旋螺紋配合。- g. f7 b' [, I8 l
聯(lián)接時(shí)使用兩種不同旋向的螺母,。工作支承面上的螺母稱為緊固螺母,，非支承面上的螺母稱為鎖緊螺母。使用時(shí)先將緊固螺母預(yù)緊,，再將鎖緊螺母預(yù)緊,。4 S! t! z& J$ U7 Q. M1 j4 |
在振動(dòng)、沖擊的情況下,，緊固螺母會(huì)發(fā)生松動(dòng)的趨勢(shì),，但是，由于緊固螺母的松退方向是鎖緊螺母的擰緊方向,，鎖緊螺母的擰緊恰恰阻止了緊固螺母的松退,，導(dǎo)致緊固螺母無法松動(dòng)。
# j& O/ [. m* Q* x' u唐氏螺紋緊固件利用螺紋自身矛盾,，以松動(dòng)制約松動(dòng),，起到“以毒攻毒”的效果,。它的發(fā)明標(biāo)志著緊固件領(lǐng)域中的振松問題得到突破性的進(jìn)展,。
4 |2 Y9 F1 P! h9 q m) z8 L* A, T) ~7 R w9 ]
提問者： mtangzc - 一級(jí)最佳答案唐氏螺紋是由左旋和右旋兩種螺旋線復(fù)合在同一段螺紋段上，既有左旋螺紋的特點(diǎn)又有右旋螺紋的特點(diǎn),，既可以和左旋螺紋配合又可以和右旋螺紋配合,。唐氏螺紋可以利用螺紋自身特點(diǎn)解決防松問題。
8 i( F1 u: m9 s! ^" d& }
6 N8 O( y/ n0 H& o1 A+ l只是還有點(diǎn)疑問：外螺紋是左旋加右旋,，這樣對(duì)螺栓強(qiáng)度的影響有多大,？
作者: 603107044 時(shí)間: 2010-9-2 13:03
受教了、,、,、、,、,、、、,、
作者: lubingquan 時(shí)間: 2010-9-3 10:58
回復(fù) 4# 603107044 & b9 A: p- q8 N) s1 h3 L2 K) ^$ n9 _2 o
7 z( t+ Q- t& |, t, p" e5 C, z! n
, S+ g' `. }; f& l 唐氏螺紋緊固件比普通螺紋緊固件的最小拉力載荷低,。
. T$ }/ i0 p k) `□□ 從表面上看，唐氏螺紋的螺紋副之間的受力面積減少了很多,，便從抗拉實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看,，唐氏螺紋緊固件連接副的最小拉力載荷仍能達(dá)到同材質(zhì)同規(guī)格普通螺紋緊固件最小拉力載荷的百分之八十以上，這是因?yàn)槁菁y受力與其受力面積并無直接的聯(lián)系,。
/ ?( n5 { R% b$ u$ r" E2 J□□ 普通螺紋的各螺紋段之間受力非常不均勻,，其第一圈螺紋受力33.1％，其第二圈受力22.5％,，最后一圈僅受力1～7％,。唐氏螺紋受力時(shí)，由于其受力面積較小,，受力后容易變形,，所以唐氏螺紋的各螺紋段之間受力較為均勻，其螺紋強(qiáng)度降低并不多,。
9 ^5 Z' e$ I' i" A□□ 從螺紋各螺紋段受力情況還可以看出,，用加厚螺母并不能提高其強(qiáng)度。
作者: denglde 時(shí)間: 2010-9-3 11:07
學(xué)習(xí)了 謝謝分享 呵呵
作者: mtangzc 時(shí)間: 2010-9-3 15:11
一般大家都會(huì)擔(dān)心螺栓的強(qiáng)度,，實(shí)際上螺栓強(qiáng)度不是根本問題,。
0 {6 \) \ A& I9 m7 k4 d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,。3 f$ n% t4 ~9 a
螺栓的損壞還是由于振松而損壞的,，即不松不壞，一松就壞,。0 M, j4 e! n3 g+ N& E$ V
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,。2 D7 M' \# t- k: R( r, p' x1 t
受軸向力作用的緊固件,，螺紋被破壞，螺栓被拉斷,。
/ \$ |/ l; u% z4 g- c受徑向力作用的緊固件,，螺栓被剪斷，螺栓孔被打成橢圓,。
/ i# J7 p& k2 Y% j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，據(jù)說有人準(zhǔn)備改成M48的螺栓,，根本原因是螺栓防松解決不了,。0 C R0 Y" P8 |0 ~+ i1 F# g) N
增加螺栓的規(guī)格和強(qiáng)度等級(jí)可以部分解決螺栓松動(dòng)問題，這是因?yàn)槁菟ǖ念A(yù)緊力增加了,，其防松效果必然會(huì)提高,，但提高是有限的。9 I) J v7 i* a) G
目前唐氏螺紋的強(qiáng)度可達(dá)到普通螺紋強(qiáng)度的80%以上,。
作者: mtangzc 時(shí)間: 2010-9-15 09:10
[attach]191713[/attach]8 v" _9 B1 Q/ u
看看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中唐氏螺紋部分
作者: 石臼王者 時(shí)間: 2010-9-15 10:33
多謝樓主的好東西�,。。,。,。�,！
作者: 包工頭 時(shí)間: 2010-9-15 10:57
本帖最后由 包工頭 于 2010-9-15 11:04 編輯 ; m# B" M2 E8 S* J- C
2 \9 q) Y0 m/ K8 y" |9 R
我不是很贊同樓主的觀點(diǎn),！有些情況下就是疲勞斷裂,，而不是松動(dòng),！06年的時(shí)候我們幫兄弟單位搞的一臺(tái)油缸耐久試驗(yàn)臺(tái)架，立柱用的M80×4的普通螺紋（本來打算用鋸齒螺紋的,，領(lǐng)導(dǎo)說不好加工）,，由于比較長，加工起來很麻煩,，結(jié)果有一件的螺紋的小直徑超差,，還在一扣螺紋處有個(gè)扎刀的痕跡。當(dāng)時(shí)時(shí)間緊用將就用了！3支缸66萬次的耐久試驗(yàn),，第1支22萬做完了,，臺(tái)架好好的，第2支還不到6萬次,，立柱就斷了,，是從扎刀的地方斷的，后來馬上給人家補(bǔ)加工了一件,！大螺母和立柱不存在松動(dòng),，扎刀處應(yīng)力集中嚴(yán)重，疲勞強(qiáng)度降低,，最終斷裂,！
作者: 冷水黃金 時(shí)間: 2010-9-15 11:40
我不是很贊同樓主的觀點(diǎn)！有些情況下就是疲勞斷裂,，而不是松動(dòng),！06年的時(shí)候我們幫兄弟單位搞的一臺(tái)油缸耐久 ...+ P# }& _$ d' A: G; z
包工頭 發(fā)表于 2010-9-15 10:57 
( |9 l8 d2 O) T$ b. J( \
; ]/ v S- Y& r) @- G: W 例子多收集多學(xué)習(xí)了,謝謝
作者: 旋轉(zhuǎn)門 時(shí)間: 2010-9-15 20:40
緊固件看似簡單，其實(shí)里面學(xué)問很大的,，涉及到材料,，熱處理，以及裝配等方方面面,。
作者: 堯天 時(shí)間: 2010-9-28 07:55
10樓所說的情況屬于產(chǎn)品有缺陷,，一般產(chǎn)品有缺陷本身就不應(yīng)該使用。樓主討論的是正常情況,，無缺陷產(chǎn)品的斷裂,，有缺陷的產(chǎn)品，特別是我們明明知道有某種缺陷的產(chǎn)品,，一定會(huì)在缺陷處損壞,，沒有討論的必要。 F* ?: m- N1 S- J( ]& P& d, z
另外想問一下樓主,，螺栓斷裂的原因除了松動(dòng)還有哪些,？
作者: 五民 時(shí)間: 2010-9-28 09:27
沒這么簡單吧，象是推廣的廣告詞,，
作者: mtangzc 時(shí)間: 2010-9-29 09:14
本帖最后由 mtangzc 于 2010-9-29 09:16 編輯
- c% A& O: r% b7 r7 A# S" V. i, u ^9 S
螺栓斷裂的原因按出現(xiàn)的頻率分大體上有四種：9 m% F5 U3 D2 T7 h: z; Q' ?8 m; O
第一,、螺栓松動(dòng)；0 F Q9 p) w. p) f6 P/ b. j
第二,、螺栓在預(yù)緊時(shí)損傷,，使用時(shí)斷裂；8 r; X# v6 f" L0 r! m/ ]
第三,、螺栓質(zhì)量存在缺陷,；0 X/ p: T6 F! V4 H) V
第四,、螺栓的疲勞強(qiáng)度。! L/ O3 N6 [& {( @" V5 J8 m- `+ f2 g( Y
需要說明的是,，目前螺栓松動(dòng)問題難以解決,，一般緊固螺栓時(shí)都認(rèn)為擰得越緊越好，因此超擰現(xiàn)象非常普遍,。
作者: 英武殿大學(xué)士 時(shí)間: 2010-10-11 09:54
回復(fù) 5# lubingquan % d8 _2 M$ h+ G) A z" S# M
% W; [: J L; u1 l& O1 m
& l" G s! E$ |5 V; R2 X 謝謝解說了,，有公式輔佐證明嗎？期待您更加精彩的解說
作者: 英武殿大學(xué)士 時(shí)間: 2010-10-11 10:05
回復(fù) 10# 包工頭 ( J$ s* h: M* E- Y4 V* ~
( v4 @8 ]+ e9 _" m7 p
5 Z5 s/ e. D: K8 E 這種問題是不是不同的設(shè)備會(huì)有不同的答案呢,？而且你說的情況有點(diǎn)像是徑向力拉斷的,，和疲勞強(qiáng)度有關(guān)系是必須的。如果是軸向拉力那么和疲勞強(qiáng)度就沒有多大關(guān)系了,，這是我的陋見,，我是名大二的學(xué)生，見識(shí)不多,，如有誤解大俠的意思見諒了
作者: 包工頭 時(shí)間: 2010-10-11 10:50
回復(fù) 18# 302804834
$ e0 U2 X7 h% o4 r% e
) c' c7 x. U+ m% A( ?1 G: o3 ~! B
螺紋聯(lián)接出現(xiàn)徑向力破壞的我還沒有件過（算我孤陋寡聞吧）,，一般有預(yù)緊力的聯(lián)結(jié)失效形式往往是疲勞失效，我現(xiàn)在搞的另一臺(tái)油缸耐久試驗(yàn)臺(tái)架主要受力方向也是軸向受力,，還是用螺紋連接,，每支油缸做22萬次耐久，共3支,，試驗(yàn)臺(tái)架至少要經(jīng)得起66萬次的考驗(yàn),，而且振動(dòng)也大。我用的是鋸齒螺紋聯(lián)接（壓力機(jī)4根立柱上一般用鋸齒螺紋）,。螺紋聯(lián)接方面的知識(shí)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》講得不夠詳細(xì),，建議看一下小鬼子的《螺紋聯(lián)接發(fā)理論與計(jì)算》中譯版，圖書館應(yīng)該有,，壇子里也有,！
作者: 英武殿大學(xué)士 時(shí)間: 2010-10-11 11:23
回復(fù) 19# 包工頭 8 d6 L0 E/ V5 L) G
, B# @9 W8 w1 l+ J, a$ q
. X3 D8 G9 [5 @) a- y 謝謝指教了，我待會(huì)去圖書館查查看看,，呵呵,，謝謝了！
作者: jswxxpb 時(shí)間: 2010-10-19 19:28
學(xué)習(xí)了 謝謝分享 呵呵 9 G0 x/ H: h, C6 l
作者: 堯天 時(shí)間: 2010-11-15 09:06
螺紋的松動(dòng)實(shí)際上是徑向力和軸向力共同作用的結(jié)果,。如同我們撥酒瓶塞子,，如果我們光用軸向力是撥不下來的，或者說是非常困難的,，一般的做法是一邊撥一邊旋轉(zhuǎn),，這樣就容易多了,，而這種旋轉(zhuǎn)的力就是徑向力,。
% a6 `" a: D8 I% o1 @- Q螺紋在振動(dòng)時(shí)其松退力是小于摩擦力的,，但是螺紋為什么仍然會(huì)松動(dòng)，這是因?yàn)閺较蛄Φ淖饔谩?br />
2 \ {( F }" ^9 E從螺紋松動(dòng)的機(jī)理上來說,，螺紋在受軸向力的作用之下,，由于螺栓受力會(huì)產(chǎn)生縮頸，即螺栓的直徑會(huì)縮小,，這樣螺栓和螺母之間就有了相對(duì)的移動(dòng),，又因?yàn)槁菟ㄍ瑫r(shí)受徑向力的作用，當(dāng)受力消除時(shí),，螺栓與螺母之間的移動(dòng)不能恢復(fù)到原來的位置,，這樣就產(chǎn)生了微小的松動(dòng)，這種松動(dòng)反復(fù)積累就會(huì)導(dǎo)致螺母最終松脫,。如果螺栓不受徑向力的作用,，螺栓縮頸后是可以恢復(fù)到原來位置的，因此,，軸向力是螺紋松動(dòng)的條件,，徑向力是螺紋松動(dòng)的根本原因。
) Q0 c" O D+ _2 _$ J6 ]% H& l還有一種解釋螺紋松動(dòng)的理論,，認(rèn)為螺紋松動(dòng)的原因是螺紋副在松動(dòng)中瞬間摩擦力會(huì)消失,，當(dāng)然這是軸向力作用的結(jié)果。如果沒有徑向力的作用,，外力消除后,，螺紋副會(huì)恢復(fù)到原來位置。但在摩擦力消失瞬間,，由于徑向力作用,，螺母發(fā)生微小會(huì)松退，而這種微小松退的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致螺紋最終松脫,。
/ c3 N- z7 `: ^2 g/ R8 T: f以上兩種關(guān)于螺紋松機(jī)理的分析都是書上專家之言,，我比較贊同第一種說法，即螺栓產(chǎn)生縮頸的說法,。第二種說法,，即摩擦力瞬間消失的說法對(duì)有些情況是說不通的，因?yàn)橛行┓浪煞椒ㄖ�,，摩擦力是無法消失的,。6 M/ d9 l- a# y$ ~0 @/ B( \
總之，目前理論上還無法取得一個(gè)公式,，說滿足這個(gè)公式,，螺紋便不會(huì)松動(dòng)。因此螺紋防松問題任重而道遠(yuǎn),。
作者: 642093071 時(shí)間: 2011-11-13 14:09
包工頭 發(fā)表于 2010-9-15 10:57 
) _3 h2 q9 E- f7 d* z/ s) c5 a% T我不是很贊同樓主的觀點(diǎn),！有些情況下就是疲勞斷裂,，而不是松動(dòng)！06年的時(shí)候我們幫兄弟單位搞的一臺(tái)油缸耐久 ...
說的有道理,。樓主說的：“產(chǎn)生巨大的動(dòng)能mv2“,，是指什么，m是指被緊固零件的質(zhì)量吧,，樓主又提到螺栓自身的質(zhì)量。% v: h/ a- K( f
作者: 冷晴 時(shí)間: 2011-11-17 13:01
高手眾多 受教 期待下次能收獲更多
作者: 竹香飄起 時(shí)間: 2011-12-17 15:46
好呀,，學(xué)習(xí)了,，知識(shí)無窮盡
作者: frazil 時(shí)間: 2012-1-5 19:29
比較贊同這里的部分觀點(diǎn)，我們也遇到過這種問題,，我當(dāng)時(shí)也是用這種思路解決的
作者: choeyee 時(shí)間: 2012-1-7 19:59
寫的很好,！補(bǔ)充下：在高溫下下工作的密封螺栓還還應(yīng)該考慮高溫蠕變導(dǎo)致的松弛。這也是要算到預(yù)緊伸長里面的,。而且高溫蠕變可能導(dǎo)致螺栓的徹底失效,，所以也是校核螺栓壽命的一個(gè)方面。
作者: choeyee 時(shí)間: 2012-1-7 20:06
螺栓松動(dòng)后如果在軸向收縮并且再度與螺紋孔上螺紋扣合,，是會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力沖擊波,。這種情況在帶預(yù)啟閥的閥桿上很常見。
作者: 浮水雨滴 時(shí)間: 2012-2-17 22:11
學(xué)習(xí)了,，知識(shí)無窮盡 / C1 b) j/ w, W0 {
{:soso_e179:}
作者: qq348167586 時(shí)間: 2012-2-18 23:40
lz 您也太有才了,！ 實(shí)風(fēng)趣啦
作者: 阿充 時(shí)間: 2012-3-30 16:06
都說的好客氣的,那么螺栓就不用分等級(jí)了
作者: lxxandgx 時(shí)間: 2012-10-15 12:38
/ C% B; V0 z9 q8 R
學(xué)習(xí)了 謝謝分享 呵呵
作者: 359085935 時(shí)間: 2012-10-26 13:12
確實(shí)，其實(shí)不光是螺栓斷裂,，有很多設(shè)備的損壞都連接部位的松動(dòng)有很大的關(guān)系
作者: 廖勁松 時(shí)間: 2012-11-4 14:27
說的很對(duì),難加工吧,這種唐市螺紋$ P) I6 A+ ^3 `4 P
作者: yinzengguang 時(shí)間: 2013-2-15 19:28
學(xué)習(xí)啦,！
作者: scanpt 時(shí)間: 2013-2-18 22:31
感覺很有道理哦
作者: chenyg5036 時(shí)間: 2013-3-18 16:55
學(xué)習(xí)了
| 歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://giwivy.com.cn/) |
Powered by Discuz! X3.4 |