问题解答
螺栓断裂的根本原因是螺纹松动,螺纹松动会在螺纹紧固件与被紧固体间产生间隙,而间隙在交变载荷的作用下会产生比交变载荷大得多的撞击力,从而导致螺栓断裂。
第一,产生间隙后撞击力产生并逐渐增大。Ft=mv,对于振动频率一定的冲击载荷,v与松动间隙成正比。松动间隙的增大导致冲击力的增加。
第二,产生间隙后撞击动能产生并逐渐增大。螺纹紧固件松动后,产生巨大的撞击动能½mv2,这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备,致使紧固件损坏,紧固件损坏后,设备无法在正常的状态下工作,进一步导致设备损坏。
在使用时,有些螺栓被拉断,有些螺栓被剪断,这是因为螺栓松动所导致的。在紧固螺栓时,预紧力不超过螺栓的屈服点,螺栓是不会拉断的。但由于螺栓上的螺母松动,在被紧固对象与螺栓、螺母之间产生间隙而导致螺栓损坏。
我们知道,如果把锤子压在桌子上,锤子是无法把桌子砸坏的,但只要给它一点间隙就可以把桌子砸坏。对于主要受拉力的螺栓,由于螺栓松动,螺栓与被紧固对象之间产生间隙,并产生撞击。
对于主要受沿螺栓径向力作用的螺正常使用时螺栓与被紧固对象之间受摩擦力的作用,而并不受剪切力。当螺栓松动,摩擦力消失,而螺栓与螺栓孔之间又有一定的间隙,这时螺栓受剪切力作用并与被紧固对象之间发生撞击,终导致螺栓被剪断,螺栓孔被打成椭圆。