Uvolněný šroub může zastavit celý výrobní závod a stát společnost tisíce nebo dokonce desítky tisíc juanů. Kromě toho mohou uvolněné šrouby také způsobit bezpečnostní rizika v továrně. Jaké jsou tedy hlavní příčiny uvolněných šroubů? Obecně řečeno, existují příčiny, jako je samovolné uvolňování, automatické uvolňování a únavové uvolňování.
Video materiál, WiFi se doporučuje sledovat
5 důvodů, proč jsou šrouby uvolněné
01
obrázek
Pod utahováním
Nedotažené nebo chybně utažené šrouby mají ze své podstaty nedostatečnou předpínací sílu. Pokud se znovu uvolní, spoj nebude mít dostatečnou upínací sílu, aby držel různé části pohromadě. To může způsobit boční klouzání mezi dvěma částmi a šroub bude vystaven zbytečnému smykovému namáhání, což může nakonec způsobit zlomení šroubu.
obrázek
02
obrázek
vibrace
obrázek
Testy šroubových spojů pod vibracemi ukázaly, že mnoho malých "laterálních" pohybů způsobuje, že se obě části spoje pohybují vůči sobě navzájem, stejně jako vůči hlavě šroubu nebo matici a spojované části.
Tyto opakované pohyby působí proti tření mezi šroubem a spojovanými částmi. Nakonec vibrace způsobí, že se šroub „uvolní“ na svých závitech a spoj ztratí svou upínací sílu.
03
obrázek
Vložit
Inženýři, kteří navrhují a vyvíjejí napětí šroubů, počítají s obdobím záběhu, určitou ztrátou předpětí, během kterého se šrouby mohou uvolnit v těsnosti.
Toto uvolnění je způsobeno zapuštěním mezi hlavu šroubu a/nebo matici, závity a dosedací plochy spojovaných částí a může se vyskytnout u měkkých materiálů (jako jsou kompozity) i u tvrdých leštěných kovů.
Pokud je spoj nesprávně navržen nebo pokud šrouby nejsou zpočátku napnuty na předepsané napětí, může zapuštění spoje vést ke ztrátě upínací síly, která nedosahuje minimální požadované upínací síly.
Mezi kloubními plochami jsou mikroskopické nerovnosti. Působením síly před utažením šroubu po utažení se hrbolky rozdrtí a trvale plasticky deformují. V důsledku toho se zkrátí upínací délka šroubu, což v konečném důsledku povede ke snížení síly předběžného utažení šroubu.
obrázek
04
obrázek
Tečení těsnění a tepelná roztažnost
Mnoho šroubových spojů obsahuje tenké, měkké těsnění mezi hlavou šroubu a povrchem spoje, které spoj utěsní a zabrání úniku plynu nebo kapaliny. Samotná podložka také funguje jako pružina, která se pod tlakem šroubu a protilehlé plochy odrazí.
V průběhu času, zejména v blízkosti vysokých teplot nebo korozivních chemikálií, může těsnění „tekat“, což znamená, že ztrácí elasticitu, což má za následek ztrátu upínací síly.
Pokud jsou šrouby a spoje vyrobeny z různých materiálů, nadměrné teplotní rozdíly v důsledku rychlých změn prostředí nebo průmyslových cyklických procesů způsobí, že se materiál šroubu rychle roztáhne nebo smrští, což případně způsobí povolení šroubů.
obrázek
obrázek
05
obrázek
dopad
Ráz - Větší rázové zatížení převyšuje třecí sílu, když je šroub předem utažen, což způsobuje klouzání.
Dynamické nebo střídavé zatížení od strojů, generátorů, větrných turbín atd. může způsobit mechanické otřesy – rázovou sílu vyvíjenou na šroub nebo kloub – způsobující vzájemné posunutí šroubů.
Stejně jako vibrace může toto prokluzování nakonec způsobit uvolnění šroubů a při navrhování spojů pro tak velká zatížení se často nebere v úvahu ani otřesy.
obrázek
Co je předběžné načítání?
obrázek
Termín s více významy ve strojírenství. Jedním z nich je napětí (zatížení) vytvořené spojovacím prvkem při jeho počátečním utažení. Jak se šroub natahuje, komponenty mezi šroubem a maticí se stlačují, což zvyšuje to, čemu se říká upínací zatížení až do konce procesu utahování.
Nebezpečí uvolněných šroubů
01
obrázek
Netěsnost příruby
obrázek
02
obrázek
Rotor ventilátoru se oddělil od strojovny a spadl
obrázek
03
obrázek
Vypadl šroub připojení vibrací lodního motoru
Vibrační spojovací šrouby lodního motoru odpadly a způsobily další poškození zařízení, když se loď valila.
U šroubového spojení utažení matice ve skutečnosti způsobí prodloužení šroubu, jako když vytáhnete pružinu. Tato tažná síla neboli napětí vytváří protilehlou upínací sílu, která pevně drží dvě části spojeného kusu pohromadě. Pokud je šroub uvolněný, upínací síla bude oslabena.
Uvolněné šrouby jsou víc než jen bolest hlavy. Pokud nejsou spoje rychle utaženy, může začít unikat kapalina nebo plyn, mohou prasknout šrouby, může dojít k poškození zařízení nebo může dojít ke katastrofické nehodě.
Shrnout
"Nejlepším způsobem, jak zabránit uvolnění, je zajistit, aby síla předběžného utažení byla dostatečná a nezpůsobila problémy, jako je sklouznutí nebo otevření spoje."
Z výše uvedené analýzy je vidět, že existují tři důvody pro uvolnění v důsledku nedostatečné nebo snížené síly předběžného utažení. Proto je nutná speciální kontrola síly předběžného utažení šroubů, aby se kontrolovalo riziko uvolnění.
Pokud je síla předběžného utažení dostatečná pro splnění požadavků a pokud délka upnutí není příliš krátká (jako je lk Větší nebo rovna 3d), šrouby se obecně automaticky neuvolní, i když dojde k určité vibrační zatížení.
Kombinace dobré konstrukce šroubů, správného vyvinutí upínací síly a vhodných zajišťovacích zařízení šroubů může spolehlivě zajistit šroubové spoje proti mnoha zde uvedeným problémům s uvolňováním.
Dobrý šroubový spoj bude navržen s vhodně dimenzovanými a typovými šrouby a maticemi a bude specifikován s optimálním napětím, aby bylo dosaženo upínací síly potřebné k udržení integrity spoje.
Správná upínací síla v aplikaci vyžaduje, aby napětí (předpětí) v každém šroubu dosáhlo správné úrovně a zůstalo na této úrovni po celou dobu životnosti.
Proto je důležité udržovat správné napětí na šroubech. Ultrazvukové vlny lze použít k měření axiální síly šroubů během návrhu, aby bylo zajištěno, že síla předběžného utažení šroubů splňuje požadavky návrhu.
