Tại sao bu lông bị lỏng và tải trước là gì?

5 Lý Do Tại Sao Bu Lông Bị Lỏng

thắt chặt không đủ

Các bu lông không được siết chặt hoặc siết không đúng cách vốn đã được siết quá mức và nếu bị lỏng, mối nối không có đủ lực kẹp để giữ các bộ phận lại với nhau. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng trượt ngang giữa hai phần và bu-lông chịu ứng suất cắt không cần thiết, cuối cùng có thể khiến bu-lông bị gãy.

rung động

Các thử nghiệm của các kết nối bắt vít dưới rung động đã chỉ ra rằng nhiều chuyển động "ngang" nhỏ làm cho hai phần của kết nối di chuyển tương đối với nhau, cũng như đầu bu lông hoặc đai ốc và các bộ phận được kết nối.

Những chuyển động lặp đi lặp lại này sẽ loại bỏ ma sát giữa bu-lông và các bộ phận được kết nối. Cuối cùng, sự rung động sẽ khiến bu-lông "lỏng lẻo" trên các ren và mối nối sẽ mất độ bám.

nhúng

Các kỹ sư thiết kế và phát triển độ căng của bu-lông cho phép có một khoảng thời gian ngắt, mất tải trước, trong thời gian đó bu-lông lỏng ra khi bị siết chặt.

Sự nới lỏng này là do kẹt giữa đầu bu lông và/hoặc đai ốc, ren và bề mặt ăn khớp của các bộ phận được kết nối và có thể xảy ra ở cả vật liệu mềm như composite cũng như kim loại được đánh bóng cứng.

Nếu mối nối không được thiết kế phù hợp hoặc nếu bu lông không ở độ căng quy định ngay từ đầu, việc nhúng mối nối có thể gây mất lực kẹp và không đạt được lực kẹp tối thiểu cần thiết.

Có sự không đồng đều cực nhỏ giữa các bề mặt khớp, và các vết sưng sẽ bị nghiền nát và biến dạng dẻo vĩnh viễn dưới tác động của lực siết trước bu lông sau khi siết chặt, do đó chiều dài kẹp của bu lông sẽ giảm xuống, và cuối cùng là siết chặt trước. lực của bu lông sẽ giảm.

Gioăng Creep và giãn nở nhiệt

Nhiều mối nối bắt vít bao gồm một miếng đệm mỏng, mềm giữa đầu bu lông và bề mặt mối nối để bịt kín mối nối chống rò rỉ khí hoặc chất lỏng. Bản thân vòng đệm cũng hoạt động như một lò xo, bật lại dưới áp lực của bu-lông và các bề mặt tiếp xúc.

Theo thời gian, đặc biệt là khi ở gần nhiệt độ cao hoặc hóa chất ăn mòn, miếng đệm có thể bị "rung", nghĩa là nó mất tính đàn hồi, dẫn đến mất lực kẹp.

Nếu các bu lông và khớp nối được làm bằng các vật liệu khác nhau, thì sự giãn nở hoặc co lại nhanh chóng của vật liệu làm bu lông do thay đổi môi trường nhanh chóng hoặc chênh lệch nhiệt độ quá mức do các quy trình tuần hoàn công nghiệp có thể khiến các bu lông bị lỏng ra.

sốc

Va chạm - Tải trọng va đập lớn hơn vượt quá lực ma sát khi bu-lông được đặt tải trước, dẫn đến trượt.

Tải trọng động hoặc xoay chiều từ máy móc, máy phát điện, tua-bin gió, v.v. có thể gây ra các chấn động cơ học - lực tác động tác dụng lên bu-lông hoặc mối nối - khiến các bu-lông trượt tương đối với nhau.

Giống như rung động, sự trượt này cuối cùng có thể khiến chốt bị nới lỏng. Ngay cả sốc thường không được coi là một tải trọng lớn như vậy khi thiết kế các kết nối chung.

Tải trước là gì?

Một thuật ngữ có nhiều ý nghĩa trong kỹ thuật. Một là lực căng (tải) do dây buộc tạo ra khi nó được siết chặt ban đầu. Khi bu lông được kéo căng, các bộ phận giữa bu lông và đai ốc nén lại, làm tăng cái gọi là tải trọng kẹp cho đến khi quá trình siết hoàn tất.

Nguy hiểm của bu lông lỏng lẻo

Rò rỉ mặt bích

Rôto quạt được tách ra khỏi vỏ bọc

Bu lông kết nối rung động cơ tàu rơi ra

Các bu lông kết nối rung động của động cơ tàu rơi ra và cuốn theo tàu, gây thêm hư hỏng cho thiết bị.

Trong một mối nối bắt vít, việc siết chặt đai ốc thực sự làm cho bu lông dài ra, giống như kéo một chiếc lò xo. Lực kéo hoặc lực căng này tạo ra một lực kẹp đối lập, giữ chặt hai phần của mảnh được kết nối với nhau.

Nếu bu-lông bị lỏng, lực kẹp sẽ yếu đi.

Bu lông lỏng lẻo không chỉ là một vấn đề đau đầu. Nếu các mối nối không được siết chặt lại nhanh chóng, chất lỏng hoặc khí có thể bắt đầu rò rỉ, bu lông có thể bị gãy, thiết bị có thể bị hỏng hoặc tai nạn thảm khốc có thể xảy ra.

phương tiện phóng đầy nhiên liệu

đường ray bắt vít

"Chống nới lỏng tốt nhất là phải đảm bảo đủ lực xiết trước để không xảy ra các sự cố như trượt, hở mối nối"

Từ những phân tích trên, có thể thấy rằng có ba lý do nới lỏng do lực siết trước không đủ hoặc giảm. Do đó, cần phải kiểm soát đặc biệt lực siết trước của bu lông để kiểm soát nguy cơ nới lỏng.

Miễn là lực siết trước đủ để đáp ứng các yêu cầu, miễn là chiều dài kẹp không quá ngắn (chẳng hạn như lk Lớn hơn hoặc bằng 3d), ngay cả khi có tải trọng rung nhất định, bu lông nói chung sẽ không nới lỏng chính nó.

Sự kết hợp giữa thiết kế mối nối bắt vít tốt, phát triển lực kẹp thích hợp và khóa bu lông thích hợp có thể giữ chặt các mối nối bắt vít một cách đáng tin cậy để đáp ứng nhiều thách thức nới lỏng được trình bày ở đây.

Một kết nối bắt vít tốt sẽ được thiết kế với kích thước và loại bu lông và đai ốc phù hợp, đồng thời chỉ định lực căng tối ưu để đạt được lực kẹp cần thiết nhằm duy trì tính toàn vẹn của kết nối.

Lực kẹp thích hợp trong một ứng dụng yêu cầu mức độ căng chính xác (tải trước) trong mỗi bu lông phải được duy trì ở mức đó trong suốt thời gian sử dụng.

Do đó, điều rất quan trọng là duy trì lực căng thích hợp trên các bu lông. Sóng siêu âm có thể được sử dụng để đo lực dọc trục của bu lông trong quá trình thiết kế để đảm bảo rằng lực xiết trước của bu lông đáp ứng các yêu cầu thiết kế.