Dôsledky nesprávneho predpätia na závitových spojoch

Predpätie závituspojovací materiálspojenie sa vzťahuje na axiálnu tlakovú silu pôsobiacu na spojovací prvok počas montáže predtým, ako znesie akékoľvek pracovné zaťaženie. Vhodné predpätie je základným predpokladom pre zabezpečenie spoľahlivosti, tesnosti a stability závitových spojov. Nevyhovujúce predpätie spôsobí rôzne zlyhania pripojenia. Nedostatočné predpätie má tendenciu viesť k medzerám v spojoch a relatívnemu skĺznutiu medzi pripojenými komponentmi pri zaťažení, čo spôsobuje uvoľnenie upevňovacieho prvku a dokonca abnormálnu prevádzku celého stroja. Nadmerné predpätie spôsobí umelé poškodenie dielov. Napríklad v tesniacich štruktúrach O-krúžku nadmerné predpätie rozdrví O-krúžok a povedie k poruche tesnenia a úniku.

Nesprávne predpätie závitových spojovacích spojov spôsobuje najmä tieto tri typy vážnych následkov:

1 Statické zlyhanie upevňovacích prvkov a pripojených komponentov

Príliš utiahnuté skrutkys nadmerným predpätím prekročí limit statického zaťaženia spojovacích prvkov a spojených častí, čo bude mať za následok umelé poškodenie konštrukcie. V miernych prípadoch spôsobuje poškodenie zubov nite strihom, odlupovanie nite a zadieranie nite. V závažných prípadoch to vedie k zlomeniu skrutky, rozdrveniu, deformácii alebo zlomeniu pripojených komponentov, čo vedie k úplnej strate výkonu spojenia.

2 Prekĺznutie, oddelenie pripojených častí a porucha uvoľnenia upevňovacieho prvku

Pre bežné skrutkové spoje vystavené priečnemu zaťaženiu vytvára predpätie normálny tlak na povrch spoja a trecia sila na kontaktnom povrchu odoláva vonkajším zaťaženiam. Veľkosť predpätia priamo určuje priečnu únosnosť spoja. Nedostatočné predpätie vedie k neadekvátnemu treniu na povrchu spoja, čo spôsobuje relatívne kĺzanie spájaných komponentov, dislokáciu komponentov, priehyb a zvrásnenie povrchu. V extrémnych pracovných podmienkach je skrutka môžu byť odstrihnuté priečnou šmykovou silou.

Pre skrutkové spoje nesúce axiálne zaťaženie poskytuje predpätie tlakovú silu na povrchu spoja a efektívna tlaková sila počas prevádzky je zvyškové predpätie. Nedostatočné predpätie znižuje tlakovú silu na povrch kĺbu a spôsobuje uvoľnenie spojenia. Pri kolísajúcich pracovných podmienkach môže dôjsť k silnému oddeleniu spojených častí. Medzitým nedostatočné predpätie značne znižuje odolnosť konštrukcie voči vibráciám. Intenzívne priečne vibrácie vznikajúce počas prevádzky zariadenia nakoniec spôsobia uvoľnenie matice a zlyhanie spojenia.

3 Únavové zlyhanie skrutky

Nesprávne predpätie je hlavným podnetom pre poruchu únavy skrutiek. Hoci správne znížené predpätie môže znížiť priemerné namáhanie cyklického zaťaženia skrutiek, výrazne zvyšuje amplitúdu kolísania zaťaženia a zintenzívňuje striedavé kolísanie napätia. Celkovo to značne znižuje únavovú životnosť skrutiek, čo spôsobuje únavové trhliny a lomy pri dlhodobom striedavom zaťažení a vibráciách a ďalej spúšťa náhle poruchy spojenia.

Preto musí byť v procese montáže presne špecifikovaný rozsah predpätia skrutiek a uťahovacieho momentu. V praktickej výrobe sa vedecký a primeraný rozsah uťahovacieho momentu určí komplexným zvážením úrovne dôležitosti, stavu zaťaženia, režimu pohybu, štrukturálnych charakteristík, špecifikácie závitu a stupňa pevnosti, materiálových vlastností spojených častí a účelov spojenia. Montážne operácie musia prísne dodržiavať špecifikované normy krútiaceho momentu, aby sa predišlo nadmernému alebo nedostatočnému utiahnutiu. To efektívne zlepšuje celkovú spoľahlivosť závitových spojov a zvyšuje odolnosť proti únave a životnosť spojovacích prvkov a spojovacích konštrukcií.