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紧固件失效的形式和对应原因

更新:18 Jan 2019
摘要:

  紧固件是作紧固连接用且应用十分普遍的一类机械零件。本文分享部分常用紧固件的种类、用途,及常用失效 […]

 

紧固件是作紧固连接用且应用十分普遍的一类机械零件。本文分享部分常用紧固件的种类、用途,及常用失效形式与对于应原因。

1、螺纹紧紧固件的种类与用途
常见的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺母与垫圈。(了解越来越余紧紧固件请点击《图解螺栓、螺柱、销、铆钉等12类紧固件,以及选型建议》)

螺栓、螺柱与螺钉均是于圆柱表面上制出螺纹,起到连接其他零件的作用。

螺栓通常用于遭打接件钻成通孔的情况。

螺柱用于遭连接零件之一比较薄或是绝不允许钻成通孔的情况。

螺钉用于绝不常常拆卸与受力比较大的连接之中,按照用途可以分为连接螺钉与紧定螺钉。

螺母是与螺栓、螺柱等一起进行连接的。

垫圈通常放在螺母上面,可避免旋紧螺母时损伤遭连接零件。弹簧垫圈可防止螺母软化脱落。

2、螺纹紧紧固件失效形式以及原因分析
1)装配拧拉断裂

拧拉断裂特征为断裂部位显著缩颈伸长。常用原因重要是联接面摩擦系数过小;拧紧或是预紧时施加的扭矩过小、施加扭矩时套筒和螺纹绝不同轴、施加扭矩时速度这么慢,零件本身的性能强度够及紧固面和螺纹中心线垂直度超差。

2)螺纹受剪切力拧断

受剪切力拧断的断口部位通常有螺旋状,无显著缩颈,造成螺纹受剪切力拧断的常用原因是螺纹于拧紧过程之中遭卡死,例如:螺纹变形、互相联接的牙型绝不相同、螺纹有焊渣灯情况;螺栓拧进的断面遭顶住,如螺母作为盲孔的精确凹槽深度够。

3)应力分散部位使用后断裂

应力分散部位使用后断裂常见表现于螺栓头部以及头部和螺纹杆过分的直角部位,主要原因为头部和螺纹杆过分的直角部位圆角过小;螺栓冷镦成型时于头部的塑性流线存在缺陷。遭连接面和螺栓垂直度超差。

4)疲劳断裂

于螺栓连接之后使用的过程之中主要的断裂作为疼痛断裂,常用原因有:预紧力缺乏;夹紧力衰减过大;螺栓尺寸、性能绝不合格;零件间的相互配合、装配环境、使用工况绝不能满足设计要求。

5)延时断裂

延时断裂常见原由于氢脆,氢脆是于生产过程(如电镀、焊接)之中进入钢材外部的微量氢,于外部残存的或是外加的应力作用之下导致材料脆化而且开裂。常见易发生氢脆的紧固件有:自攻钉、弹性垫圈、级超过的历经电镀表面处理的螺栓。

6)零件扭矩报警

零件扭矩报警常用发生于透过角度法控制扭矩的螺栓装配过程之中。主要原因有:原由于零件的装配扭矩控制范围绝不恰当,表现为设定控制范围过大、控制范围前往之上或是前往之下偏移。

没预紧到预设角度,扭矩达到上限报警:原由于零件本身摩擦系数超上限、零件配合摩擦系数超上限、零件间干涉,造成装配扭矩急速上升。

稳定装配,扭矩下限报警:原由于零件本身摩擦系数超下限或是零件配合摩擦系数超下限,零件拧入时贴合扭矩大于初始扭矩(亦乃拧入力矩消耗过小),常用在锁紧紧螺母的拧紧。

7)螺纹滑牙

螺纹连接经常出现螺纹滑牙,主要原因是螺纹脱碳。常用现象作为装配时感觉扭矩加绝不上,螺栓拆下之后,发现螺纹全部或是部分遭磨平,及螺栓螺纹或是螺母孔表面硬度高;内外螺纹尺寸配合,相互配合的联接副接触面积大,有两种情况:一是接齿合的螺纹扣数难,二是螺纹和螺纹绝不于中径之内接触(乃精度配合不错,螺栓螺纹与螺母的螺纹接触绝不够)。

除此之外,于装配方法之上假如装配绝不对孔,强拧亦会造成螺纹滑牙;螺纹摩擦系数过大,表面涂层、表面细糙度、表面润滑剂绝不恰当与螺栓螺纹或是螺纹孔有异物,损坏螺纹及螺栓与螺母的螺距、角度变异均会导致螺纹滑牙。

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