工程师有时会遇到螺栓失效的问题。采取预防措施来防止这种情况的发生将是一个明智的决定的一部分,处理一个涉及紧固件的项目。确定螺栓是否能够承受施加在其上的压力并非易事,但在开始施加压力之前必须考虑某些因素。值得注意的是,螺栓连接的强度和安全性在很大程度上取决于螺栓连接的功能。

虽然不是常见的情况,但螺栓失效确实发生了。让我们探讨一下这个问题的范围:

螺栓超应力

应力过大可能是螺栓失效的最常见原因,也是最容易确定的原因。你的螺栓的寿命,在他们的全部功能,在很大程度上取决于他们承受适当的压力,而不必承受额外的量。螺栓上的应力主要有三种形式:

  • 内应力(也称为“预压”),确保螺栓连接保持在适当的位置
  • 接头材料的外力(也称为“工作载荷”)。
  • 静应力(俗称“拉伸载荷”)拉动螺栓两端。螺栓的拉力过大会导致螺栓断裂。为了防止出现这种情况,您需要确保螺栓不会经常翻转或拧紧。关键是拉力不能超过螺栓的抗拉强度。

螺栓疲劳

螺栓很少能使用一辈子,它们很容易因疲劳而失效。螺栓的效率因使用时间过长而降低。与过度应力的情况一样,内力和外力的应用是决定螺栓失效或强度的因素-它们可以粗略估计,根据荷载-预压循环次数的螺栓。

螺栓需要每隔几年更换一次,主要是由于疲劳。当你在处理压力水平经常很高的项目时,这一点尤其重要。

螺栓腐蚀

由于螺栓接触的物质是不相容的,如氧气、金属产品,甚至自然混合的化学物质,它们容易有腐蚀的风险。用于固定汽车部件的螺栓有接触液体和发动机泄漏的危险,导致它们随着时间的推移而恶化。腐蚀也发生在结构、建筑和机械应用中。

Pre-applications为了保护您的应用程序不受腐蚀,应该使用专门为特定类型的紧固件设计的。这是一个相当简单和经济的方法,同时也是非常高效的。

螺栓螺纹问题

随着螺栓的拧紧,随着两个螺纹的配对,螺栓的螺纹部分会增加一定的剪应力。螺纹剥离总是有风险的,因为过量的应力导致截面剪切。为了避免这种现象导致接头失效,在使用螺栓之前,应充分评估损坏的可能性和范围,并采取措施确保螺纹的使用。

设计

在某些情况下,螺栓的设计不考虑作用在螺栓上的超力的可能性;即,对作用在螺栓上的力的量有一个错误的计算。例如,如果一个螺栓能够承受一吨的力,但它的设计是1.5吨作用在紧固件上,那么螺栓失效的可能性几乎是肯定的。因此,紧固件的设计必须考虑作用在螺栓上的力的大小。

接触氢

螺栓金属暴露在氢原子中会变得脆弱,这是一个很难克服的挑战。但是,可以采取一些预防措施。压力过大可能是链条上的一个环节,最终导致从氢脆化,结果螺栓的织物上就会形成水泡。因此,您需要保护螺栓,以防止施加的过度应力。如果不注意这方面,螺栓的退化速度将远远快于其估计寿命值所建议的。

紧固件一旦承受过大的压力,就应该立即更换,但还有一个更有效的替代方案:确保螺栓接触的环境是自由的阳极化学物质和溶剂,这会导致脆化问题。

可采取的防止螺栓失效的措施

  • 评估将要使用的部件或结构的设计,从而准确计算作用在螺栓上的力的大小。
  • 评估螺栓将要使用的环境,并应用正确的涂层以避免腐蚀。
  • 确保螺栓进行了适当的热处理。
  • 紧固件的镀层应仔细设计,以避免氢脆。
  • 设计师应该为项目选择正确的螺纹设计;选择米制粗螺纹紧固件比细螺纹紧固件更可取,因为螺纹损坏的可能性显著降低。

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