详解紧固件螺纹连接非旋转松动的原因及应对

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01近期,也和大家分享了很多紧固件螺纹防松的方式方法,就有朋友反馈说我们分享的只有防松的措施及产品,对于螺纹松动的原因却未有提及,建议我们分享一下这方面的内容。

作为一个致力于为大家提供紧固件解决方案的紧固人,这个要求必须安排。

这里,就来详细说说紧固件螺纹松动是怎么造成的。

什么是螺纹连接松动?

紧固件螺纹松动不是说我们肉眼就能观察到的松动,而是指螺纹拧紧产生的轴向力衰减了,不能够抵抗外载荷了,这个时候就证明螺纹连接松动了。等到我们肉眼都能观察到时,松动就已经很严重了。

紧固件螺纹松动有两种:非旋转松动和旋转松动。顾名思义,非旋转松动就是内外螺纹没有发生相对转动时发生的松动;旋转松动则是指内外螺纹之间发生了在松开方向的相对转动时发生的松动。

02今天主要讲非旋转松动的成因及应对方法,旋转松动明天再和大家分享。

引发非旋转松动的原因有哪些?

造成紧固件螺纹连接非旋转松动的因素主要有四点:

1.螺纹接触面粗糙

紧固件连接的接触面一般不是完全光滑的,如螺母和被连接件的接触面、螺母和螺栓的接触面等,但是在交变载荷的作用下,不光滑的接触面会因为相互摩擦而变得光滑,这样就会导致一个问题:被连接件的夹持厚度会变薄,而夹持厚度变薄又对应了轴向力的衰减。这样一来,就会导致螺纹连接非旋转松动了。

要想预防这种原因造成的螺纹松动,就要从根源解决问题,如尽量降低各接触面的粗糙程度,以免被连接件之间出现间隙;另外还可以在使用过程中,隔段时间就再次拧紧螺栓,来恢复螺栓的轴向力。

2.热膨胀系数不匹配

螺栓、螺母及连接件都有热膨胀系数,很多时候由于螺栓螺母和被连接件的膨胀系数不同,遇到连接系统的温度发生变化时,螺栓的轴向力就会发生变化了,这个变化会根据连接件和螺栓的热膨胀系数的差异,导致轴向力的变大或变小,从而引发螺纹连接的非旋转松动。

所以,在经常有温度变化或温度变化大的使用环境或工况中,用于连接的螺栓、螺母要尽量采用和被连接件膨胀系数相当的材质,以此来避免由于热膨胀系数不匹配而导致的螺纹连接松动。

3.被连接件塑性变形产生坍塌

用于拧紧的螺纹紧固件一般都进行了热处理,其屈服强度通常在Mpa以上,硬度也比较高,而被连接件的屈服强度大都是比紧固件低的,在拧紧扭矩较大的时候,被连接件就有可能发生塑性变形,产生坍塌,这个时候被连接件的夹持长度就变小了,轴向力和扭矩也会随之衰减,引起螺纹连接松动。

为了预防这种情况,可以增加螺纹紧固件和被连接件的接触面积或增加被连接件的强度和硬度,增加接触面积的方法有使用垫圈、法兰螺栓来连接等。

4.被连接件之间有软连接

有时候,因为被连接件对密封性有一定的要求,就会在中间添加密封垫,这种结构我们叫作软连接。采用这种结构的连接件,其密封垫在拧紧后会有一定的回弹,这个回弹会导致轴向力和扭矩发生较大的衰减,从而引发非旋转松动。

想要避免这种松动,在重要的工况部位就要尽量避免用软连接结构,如果非要用,那就在连接件发生回弹后,再拧紧一下螺栓,以此降低轴向力和扭矩的衰减程度。

紧固件螺纹连接非旋转松动的原因大家清楚了吗?

明天我们再来聊聊旋转松动的成因及应对,大家记得


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