5 причин, чому болти ослаблені
Недостатнє затягування
Недотягнуті або неправильно затягнуті болти за своєю суттю є недостатньо затягнутими, і якщо вони ослаблені, з’єднання не має достатньої сили затиску, щоб утримувати частини разом. Це може призвести до бокового ковзання між двома частинами, і болт зазнає непотрібної напруги зсуву, що в кінцевому підсумку може призвести до зламання болта.
02
вібрація
Випробування болтових з’єднань під дією вібрації показали, що багато невеликих «бокових» рухів викликають рух двох частин з’єднання відносно одна одної, а також головки болта або гайки та з’єднаних частин.
Ці повторювані рухи усувають тертя між болтом і з’єднаними частинами. Згодом вібрація призведе до того, що болт «розкрутиться» на різьбі, і з’єднання втратить зчеплення.
03
вбудовувати
Інженери, які проектують і розробляють натяг болта, враховують період обкатки, втрату попереднього натягу, під час якого болт послаблюється.
Це ослаблення відбувається через защемлення між головкою болта та/або гайкою, різьбою та сполученими поверхнями з’єднаних частин і може відбуватися як у м’яких матеріалах, таких як композити, так і в твердих полірованих металах.
Якщо з’єднання сконструйовано неналежним чином, або якщо на початку болт не має зазначеного натягу, закріплення з’єднання може спричинити втрату затискної сили, і необхідна мінімальна затискна сила не буде досягнута.
Між поверхнями з’єднань є мікроскопічні нерівності, а нерівності будуть розчавлені та постійно пластично деформовані під дією сили попереднього затягування болта після затягування, так що довжина затиску болта буде зменшена, і, нарешті, попереднє затягування сила болта зменшиться.
04
Повзучість прокладки та теплове розширення
Багато болтових з’єднань включають тонку м’яку прокладку між головкою болта та поверхнею з’єднання для ущільнення з’єднання від витоку газу чи рідини. Сама шайба також діє як пружина, відскакуючи під тиском болта та сполучених поверхонь.
З часом, особливо поблизу високих температур або корозійних хімікатів, прокладка може «повзти», що означає, що вона втрачає свою еластичність, що призводить до втрати затискної сили.
Якщо болти та з’єднання виготовлено з різних матеріалів, швидке розширення або звуження матеріалу болта через швидкі зміни навколишнього середовища або надмірні перепади температур через промислові циклічні процеси можуть призвести до ослаблення болтів.
05
шок
Удар - більші ударні навантаження перевищують силу тертя, коли болт попередньо натягнутий, що призводить до ковзання.
Динамічні або змінні навантаження від механізмів, генераторів, вітряних турбін тощо можуть спричинити механічні удари – сили удару, що застосовуються до болта чи з’єднання, що спричиняє ковзання болтів відносно один одного.
Подібно до вібрації, це ковзання може призвести до ослаблення болта. Навіть удар часто не вважається таким великим навантаженням при проектуванні стикових з'єднань.
Що таке попереднє завантаження?
Термін, який має багато значень в техніці. Одним з них є натяг (навантаження), який створюється застібкою під час її початкового затягування. Коли болт розтягується, компоненти між болтом і гайкою стискаються, збільшуючи так зване затискне навантаження до завершення процесу затягування.
Небезпека ослаблених болтів
01
Витік фланця
02
Ротор вентилятора відокремлений від гондоли
03
Вібраційні з’єднувальні болти двигуна судна відпадають
Вібраційні з’єднувальні болти корабельного двигуна відпали та покотилися разом із кораблем, завдавши подальших пошкоджень обладнанню.
У болтовому з’єднанні затягування гайки фактично подовжує болт, як витягування пружини. Ця тягова сила, або натяг, створює протилежну силу затиску, яка щільно утримує дві частини з’єднаної деталі разом.
Якщо болт ослаблений, сила затиску буде послаблена.
Ослаблені болти – це більше, ніж просто головний біль. Якщо швидко не затягнути з’єднання, може початися витік рідини або газу, зламатися болти, пошкодити обладнання або статися нещасний випадок.
повністю заправлена паливом ракета-носій
болтові рейки
«Найкращий засіб проти розкручування — забезпечити достатню силу попереднього затягування, щоб запобігти таким проблемам, як ковзання та розкриття з’єднання»
З наведеного вище аналізу можна побачити, що існує три причини ослаблення через недостатню або знижену силу попереднього затягування. Тому необхідний спеціальний контроль сили попереднього затягування болтів, щоб контролювати ризик ослаблення.
Поки сила попереднього затягування є достатньою, щоб відповідати вимогам, якщо довжина затиску не надто коротка (наприклад, lk більше або дорівнює 3d), навіть якщо є певне вібраційне навантаження, болт, як правило, буде не послаблюється.
Поєднання хорошої конструкції болтового з’єднання, належного розвитку затискної сили та належного блокування болтів може надійно закріпити болтові з’єднання для вирішення багатьох проблем, пов’язаних із ослабленням, представленими тут.
Хороше болтове з’єднання буде сконструйовано з відповідним розміром і типом болтів і гайок і вкаже оптимальне натягнення для досягнення затискної сили, необхідної для підтримки цілісності з’єднання.
Належна сила затиску в застосуванні вимагає правильного рівня натягу (попереднього натягу) кожного болта, який підтримується на цьому рівні протягом усього терміну служби.
Тому дуже важливо підтримувати належний натяг болтів. Ультразвукові хвилі можна використовувати для вимірювання осьової сили болтів під час проектування, щоб переконатися, що зусилля попереднього затягування болтів відповідає проектним вимогам.
5 причин, чому болти ослаблені
Недостатнє затягування
Недотягнуті або неправильно затягнуті болти за своєю суттю є недостатньо затягнутими, і якщо вони ослаблені, з’єднання не має достатньої сили затиску, щоб утримувати частини разом. Це може призвести до бокового ковзання між двома частинами, і болт зазнає непотрібної напруги зсуву, що в кінцевому підсумку може призвести до зламання болта.
02
вібрація
Випробування болтових з’єднань під дією вібрації показали, що багато невеликих «бокових» рухів викликають рух двох частин з’єднання відносно одна одної, а також головки болта або гайки та з’єднаних частин.
Ці повторювані рухи усувають тертя між болтом і з’єднаними частинами. Згодом вібрація призведе до того, що болт «розкрутиться» на різьбі, і з’єднання втратить зчеплення.
03
вбудовувати
Інженери, які проектують і розробляють натяг болта, враховують період обкатки, втрату попереднього натягу, під час якого болт послаблюється.
Це ослаблення відбувається через защемлення між головкою болта та/або гайкою, різьбою та сполученими поверхнями з’єднаних частин і може відбуватися як у м’яких матеріалах, таких як композити, так і в твердих полірованих металах.
Якщо з’єднання сконструйовано неналежним чином, або якщо на початку болт не має зазначеного натягу, закріплення з’єднання може спричинити втрату затискної сили, і необхідна мінімальна затискна сила не буде досягнута.
Між поверхнями з’єднань є мікроскопічні нерівності, а нерівності будуть розчавлені та постійно пластично деформовані під дією сили попереднього затягування болта після затягування, так що довжина затиску болта буде зменшена, і, нарешті, попереднє затягування сила болта зменшиться.
04
Повзучість прокладки та теплове розширення
Багато болтових з’єднань включають тонку м’яку прокладку між головкою болта та поверхнею з’єднання для ущільнення з’єднання від витоку газу чи рідини. Сама шайба також діє як пружина, відскакуючи під тиском болта та сполучених поверхонь.
З часом, особливо поблизу високих температур або корозійних хімікатів, прокладка може «повзти», що означає, що вона втрачає свою еластичність, що призводить до втрати затискної сили.
Якщо болти та з’єднання виготовлено з різних матеріалів, швидке розширення або звуження матеріалу болта через швидкі зміни навколишнього середовища або надмірні перепади температур через промислові циклічні процеси можуть призвести до ослаблення болтів.
05
шок
Удар - більші ударні навантаження перевищують силу тертя, коли болт попередньо натягнутий, що призводить до ковзання.
Динамічні або змінні навантаження від механізмів, генераторів, вітряних турбін тощо можуть спричинити механічні удари – сили удару, що застосовуються до болта чи з’єднання, що спричиняє ковзання болтів відносно один одного.
Подібно до вібрації, це ковзання може призвести до ослаблення болта. Навіть удар часто не вважається таким великим навантаженням при проектуванні стикових з'єднань.
Що таке попереднє завантаження?
Термін, який має багато значень в техніці. Одним з них є натяг (навантаження), який створюється застібкою під час її початкового затягування. Коли болт розтягується, компоненти між болтом і гайкою стискаються, збільшуючи так зване затискне навантаження до завершення процесу затягування.
Небезпека ослаблених болтів
01
Витік фланця
02
Ротор вентилятора відокремлений від гондоли
03
Вібраційні з’єднувальні болти двигуна судна відпадають
Вібраційні з’єднувальні болти корабельного двигуна відпали та покотилися разом із кораблем, завдавши подальших пошкоджень обладнанню.
У болтовому з’єднанні затягування гайки фактично подовжує болт, як витягування пружини. Ця тягова сила, або натяг, створює протилежну силу затиску, яка щільно утримує дві частини з’єднаної деталі разом.
Якщо болт ослаблений, сила затиску буде послаблена.
Ослаблені болти – це більше, ніж просто головний біль. Якщо швидко не затягнути з’єднання, може початися витік рідини або газу, зламатися болти, пошкодити обладнання або статися нещасний випадок.
повністю заправлена паливом ракета-носій
болтові рейки
«Найкращий засіб проти розкручування — забезпечити достатню силу попереднього затягування, щоб запобігти таким проблемам, як ковзання та розкриття з’єднання»
З наведеного вище аналізу можна побачити, що існує три причини ослаблення через недостатню або знижену силу попереднього затягування. Тому необхідний спеціальний контроль сили попереднього затягування болтів, щоб контролювати ризик ослаблення.
Поки сила попереднього затягування є достатньою, щоб відповідати вимогам, якщо довжина затиску не надто коротка (наприклад, lk більше або дорівнює 3d), навіть якщо є певне вібраційне навантаження, болт, як правило, буде не послаблюється.
Поєднання хорошої конструкції болтового з’єднання, належного розвитку затискної сили та належного блокування болтів може надійно закріпити болтові з’єднання для вирішення багатьох проблем, пов’язаних із ослабленням, представленими тут.
Хороше болтове з’єднання буде сконструйовано з відповідним розміром і типом болтів і гайок і вкаже оптимальне натягнення для досягнення затискної сили, необхідної для підтримки цілісності з’єднання.
Належна сила затиску в застосуванні вимагає правильного рівня натягу (попереднього натягу) кожного болта, який підтримується на цьому рівні протягом усього терміну служби.
Тому дуже важливо підтримувати належний натяг болтів. Ультразвукові хвилі можна використовувати для вимірювання осьової сили болтів під час проектування, щоб переконатися, що зусилля попереднього затягування болтів відповідає проектним вимогам.
