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螺纹紧固件连接的实质是通过轴向力使被连接件保持在一起,当螺栓拧紧后,轴向力衰减称为螺纹连接松动。其松动原因主要有以下几点。
1.1设计上的缺陷
(1)螺栓选用不当在螺栓拧紧过程中,连接部件之间的夹紧力随着预紧力的增大而快速的增大,当达到屈服点时开始发生塑性变形,这时夹紧力随着螺栓预紧力的加大而增加很小甚至不变,当再增加预紧力时其夹紧力逐渐变小直至断裂。故设计人员需要对拧紧力矩进行准确的分析和计算,并充分考虑零部件的重量、承受载荷、安全标准等因素,选择合适的螺栓连接。
(2)未考虑防松设计或防松方法不佳螺栓连接在使用过程中由于振动、高低荷载变化及冲击等原因而发生连接松动甚至螺栓脱落的现象。因此产品设计时必须实施有效的防松措施,避免因恶劣的工况出现螺栓或者螺母的松动脱落。
1.2预紧力不足
螺栓拧紧的预紧力直接决定两个连接零件之间的夹紧力,预紧力不足必然会导致连接螺栓出现松动并导致连接零部件的松动。螺栓预紧力要接近或者达到螺栓材料中的屈服强度。但是实际装配过程中,由于操作者臂力有限或所选工具型号不匹配,造成输出拧紧力矩不足,而造成螺栓不能达到要求的预紧力。
设计及工艺没有对拧紧螺栓的扭矩提出具体要求,装配工位无相应的扭矩扳手,操作工拧紧时常常凭感觉及经验判断是否拧紧,造成部分大振动部位的螺栓预紧力不足而出现松动现象。
1.3支承面变形松动
当螺母或螺栓的支承面受到很大压力时,螺母或螺栓的支承面及被连接零件的接触面会发生压陷变形,导致螺纹紧固件预紧力减小甚至丧失,从而出现连接松动现象。
1.4装配工艺不当
对于分布有规律的多个螺栓拧紧,装配工艺未制定合理的拧紧工艺文件,操作工则完全凭个人经验进行拧紧作业,导致部分螺栓因拧紧顺序不对,出现受力不均衡而使螺栓松紧不一致出现松动。如在装配过程中常见的四方形分布的安装螺栓,一般采取对角交叉拧紧的方法,尽可能保证螺栓受力均衡,否则会使螺栓出现松动,甚至因受力不均使连接零部件出现变形。
1.5加工质量缺陷
零部件连接时螺纹孔或螺栓孔尺寸精度尤为重要,螺纹规格大小直接影响螺栓所获得的预紧力的大小。螺栓安装孔尺寸偏小则装配困难,尺寸偏大则零件表面与螺栓或螺母支承面接触处会产生压陷变形,而导致螺栓或螺母出现松动。
