為什么螺栓會(huì)松動(dòng)，什么是預(yù)加載？
小編的話：根據(jù)螺栓松動(dòng)會(huì)產(chǎn)生螺栓在使用中的一些影響。在就是一個(gè)松動(dòng)的螺栓可能會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)工廠陷入停頓，并使公司損失數(shù)千人民幣甚至上萬不等，在就是松動(dòng)螺栓也會(huì)造成工廠的的安全隱患。那么，螺栓松動(dòng)的主要原因是什么那？螺栓從廣義上講，主要有兩個(gè)原因:自發(fā)松動(dòng)、自動(dòng)松弛、疲勞松動(dòng)等原因。
螺栓松動(dòng)的主要原因: 01 擰緊不足 擰緊不足或假擰緊的螺栓本來就是預(yù)緊力不足，如果再出現(xiàn)松動(dòng)，接頭便沒有足夠的夾緊力將各個(gè)部分固定在一起。這可能導(dǎo)致兩個(gè)零件之間橫向滑動(dòng)，螺栓就會(huì)受到不必要的剪切應(yīng)力，最終可能導(dǎo)致螺栓斷裂。 02 振動(dòng) 對(duì)螺栓連接在振動(dòng)下的試驗(yàn)表明，許多小的“橫向”運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致連接的兩個(gè)部分相互運(yùn)動(dòng)，同時(shí)螺栓頭或螺母與被連接件也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 這些重復(fù)的運(yùn)動(dòng)會(huì)抵消螺栓和被連接件之間的摩擦。最終，振動(dòng)將導(dǎo)致螺栓的螺紋上“旋轉(zhuǎn)松開”，接頭失去夾緊力。 03 嵌入 設(shè)計(jì)開發(fā)螺栓張力的工程師允許有一段磨合期，產(chǎn)生一定的預(yù)緊力損失，在此期間，螺栓的緊密度會(huì)出現(xiàn)松弛。 這種松弛是由于螺栓頭和/或螺母、螺紋及被連接件結(jié)合面之間嵌入造成的，并且可以在軟材料（如復(fù)合材料）以及硬質(zhì)拋光金屬都會(huì)發(fā)生。 如果接頭設(shè)計(jì)不當(dāng)，或者在開始時(shí)螺栓未達(dá)到規(guī)定張力，則接頭的嵌入可能導(dǎo)致夾緊力損失而達(dá)不到所需的最小夾緊力。 結(jié)合面之間存在微觀的凹凸不平，在擰緊后螺栓預(yù)緊力作用下就會(huì)產(chǎn)生凸點(diǎn)壓潰，永久塑性變形，從而螺栓的夾緊長度會(huì)降低，最終導(dǎo)致螺栓的預(yù)緊力下降。 04 墊片蠕變和熱膨脹 許多螺栓接頭在螺栓頭和接頭表面之間包括一個(gè)薄而軟的墊圈，以密封接頭，防止氣體或液體泄漏。墊圈本身也起到彈簧的作用，在螺栓和接合面的壓力下回彈。 隨著時(shí)間的推移，尤其是接近高溫或腐蝕性化學(xué)品時(shí)，墊圈可能會(huì)“蠕變”，這意味著它失去彈性，導(dǎo)致夾緊力的損失。 如果螺栓和接頭的材料不同，由于環(huán)境快速變化或工業(yè)循環(huán)過程導(dǎo)致的溫度差異過大，會(huì)導(dǎo)致螺栓材料迅速膨脹或收縮，可能會(huì)使螺栓松動(dòng)。 05 沖擊 沖擊-較大沖擊載荷超過螺栓預(yù)緊時(shí)摩擦力，產(chǎn)生滑動(dòng)。 來自機(jī)械、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)等的動(dòng)態(tài)或交變載荷可導(dǎo)致機(jī)械沖擊——施加在螺栓或接頭上的沖擊力——導(dǎo)致螺栓發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。 就像振動(dòng)一樣，這種滑動(dòng)最終會(huì)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)。甚至沖擊往往在設(shè)計(jì)接頭連接時(shí)候還未考慮到這么大的載荷。 什么是預(yù)加載? 在工程中具有多種含義的術(shù)語。一個(gè)是緊固件在最初擰緊時(shí)產(chǎn)生的張力(載荷)。當(dāng)螺栓伸展時(shí)，螺栓和螺母之間的部件壓縮，從而增加所謂的夾緊負(fù)荷，直到緊固過程結(jié)束。
01 法蘭泄漏
02 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與機(jī)艙分離脫落
03 船舶發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)連接螺栓脫落
船舶發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)連接螺栓脫落，并隨著船舶滾動(dòng)，造成設(shè)備的進(jìn)一步損壞。
在螺栓連接中，擰緊螺母實(shí)際上會(huì)使螺栓伸長，就像拉動(dòng)彈簧一樣。這種拉力，或者說張力，會(huì)產(chǎn)生相反的夾緊力，將被連接件的兩部分緊密的固定在一起。
如果螺栓松動(dòng)，夾緊力就會(huì)減弱。
松動(dòng)的螺栓不僅僅是一個(gè)令人頭疼的麻煩。如果接頭沒有迅速重新擰緊，就可能開始泄漏液體或氣體，螺栓可能斷裂，設(shè)備可能損壞，或可能發(fā)生災(zāi)難性事故。
灌滿燃料的運(yùn)載火箭
螺栓固定的鐵軌
以上分析可以看出由于預(yù)緊力不足或降低導(dǎo)致松動(dòng)的原因就達(dá)到了3個(gè)，因此需要特別控制螺栓的預(yù)緊力來控制松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
只要預(yù)緊力足夠滿足要求，只要不是太短的夾緊長度（如lk≥3d），即使存在一定的振動(dòng)載荷，螺栓一般也不會(huì)自松動(dòng)。
良好的螺栓連接設(shè)計(jì)、適當(dāng)?shù)膴A緊力開發(fā)和適當(dāng)?shù)穆菟ǚ浪裳b置相結(jié)合，可以可靠地固定螺栓連接，以應(yīng)對(duì)這里提出的許多松動(dòng)挑戰(zhàn)。
一個(gè)好的螺栓連接將被設(shè)計(jì)成適當(dāng)尺寸和類型的螺栓和螺母，并指定最佳的張力，以達(dá)到保持連接完整性所需的夾緊力。
在應(yīng)用中，適當(dāng)?shù)膴A緊力要求每個(gè)螺栓中的張力（預(yù)緊力）達(dá)到正確水平，并在整個(gè)使用壽命期間保持在該水平。
因此在螺栓上保持適當(dāng)?shù)膹埩κ侵陵P(guān)重要的，可以在設(shè)計(jì)時(shí)候采用超聲波來測(cè)量螺栓的軸力，保證螺栓的預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，茲懋的超聲波軸力測(cè)量儀就是專門用來測(cè)量螺栓的軸力，還具有二維碼功能，可實(shí)時(shí)追溯該螺栓的軸力。