Предварительный натяг резьбызастежкаПод соединением понимается осевое усилие сжатия, приложенное к крепежному элементу во время сборки, прежде чем он начнет нести какую-либо рабочую нагрузку. Соответствующий предварительный натяг является важным условием обеспечения надежности, герметичности и устойчивости резьбовых соединений. Не-предварительная загрузка, соответствующая требованиям, может привести к различным сбоям соединения. Недостаточная предварительная нагрузка обычно приводит к появлению зазоров в соединениях и относительному проскальзыванию между соединенными компонентами под нагрузкой, вызывая ослабление крепежа и даже ненормальную работу всей машины. Чрезмерная предварительная нагрузка приведет к искусственному повреждению деталей. Например, в конструкциях с кольцевым уплотнением чрезмерная предварительная нагрузка раздавит уплотнительное кольцо и приведет к выходу из строя уплотнения и утечке.
Неправильный предварительный натяг резьбовых соединений вызывает в основном следующие три типа серьезных последствий:
1 Статическое разрушение крепежных элементов и соединяемых компонентов
Чрезмерно-затянутые болтыс чрезмерным преднатягом превысит предел статической нагрузки крепежных деталей и соединяемых деталей, что приведет к искусственному повреждению конструкции. В легких случаях это приводит к повреждению среза зубьев резьбы, срыву резьбы и заеданию резьбы. В тяжелых случаях это приводит к разрушению болта, смятию, деформации или разрушению соединяемых компонентов, что приводит к полной потере работоспособности соединения.
2 Проскальзывание, разделение соединяемых частей и нарушение ослабления крепежа
Для обычных болтовых соединений, подвергающихся поперечным нагрузкам, предварительная нагрузка создает нормальное давление на поверхность соединения, а сила трения на контактной поверхности противодействует внешним нагрузкам. Величина преднатяга напрямую определяет поперечную несущую способность соединения. Недостаточная предварительная нагрузка приводит к недостаточному трению на поверхности соединения, вызывая относительное проскальзывание соединяемых компонентов, смещение компонентов, прогиб и образование складок на поверхности. В экстремальных условиях работы,болтможет быть срезано поперечной силой сдвига.
Для болтовых соединений, несущих осевые нагрузки, предварительная нагрузка обеспечивает силу сжатия на поверхности соединения, а эффективная сила сжатия во время работы представляет собой остаточную предварительную нагрузку. Недостаточная предварительная нагрузка снижает силу сжатия на поверхности соединения и приводит к ослаблению соединения. При меняющихся условиях работы может произойти сильное расслоение соединенных частей. Между тем недостаточная предварительная нагрузка значительно снижает вибростойкость конструкции. Интенсивная поперечная вибрация, возникающая во время работы оборудования, в конечном итоге приведет к ослаблению гаек и нарушению соединения.
3 Усталостный отказ болта
Неправильный предварительный натяг является основной причиной усталостного разрушения болта. Хотя правильно уменьшенная предварительная нагрузка может снизить среднее напряжение циклической нагрузки на болты, она значительно увеличивает амплитуду колебаний нагрузки и усиливает знакопеременное изменение напряжения. В целом это значительно снижает усталостную долговечность болтов, вызывая усталостные трещины и разрушения при длительных-переменных нагрузках и вибрации, а также вызывая внезапные сбои соединений.
Поэтому диапазон преднатяга болтов и момента затяжки должен быть строго задан в процессе сборки. В практическом производстве научный и разумный диапазон моментов затяжки должен определяться путем всестороннего рассмотрения уровня важности, состояния нагрузки, режима движения, структурных характеристик, спецификации резьбы и класса прочности, свойств материала соединяемых деталей и целей соединения. Операции по сборке должны строго соответствовать указанным стандартам крутящего момента, чтобы избежать чрезмерной-и недостаточной-затяжки. Это эффективно повышает общую надежность резьбовых соединений, повышает усталостную стойкость и срок службы крепежных изделий и соединительных конструкций.
