螺栓斷裂原因的分析（和大家分享一下）

karlmayerdesign

    今天看到一篇講螺栓斷裂的文章，拿出來和大家分享一下，也請社區里面的專業的大俠們鑒證以下此文是否有不合理之處。
   

一般情況下，我們對于螺栓斷裂從以下四個方面來分析：

第一、螺栓的質量
第二、螺栓的預緊力矩
第三、螺栓的強度
! A* ~/ n$ T, y( Y第四、螺栓的疲勞強度
  實際上，螺栓斷裂絕大多數情況都是因為松動而斷裂的，是由于松動而被打壞的。因為螺栓松動打斷的情況和疲勞斷裂的情況大體相同，最后，我們總能從疲勞強度上找到原因，實際上，疲勞強度大得我們無法想象，螺栓在使用過程中根本用不到疲勞強度。
一、螺栓斷裂不是由于螺栓的抗拉強度：
2 r4 M& [- Q4 M2 X9 k  以一只M20×80的8.8級高強螺栓為例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力載荷是20噸，高達它自身重量的十萬倍，一般情況下，我們只會用它緊固20公斤的部件，也只使用它最大能力的千分之一。即便是設備中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺紋緊固件的抗拉強度是足夠的，不可能因為螺栓的強度不夠而損壞。
二、螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強度：
  螺紋緊固件在橫向振松實驗中只需一百次即可松動，而在疲勞強度實驗中需反復振動一百萬次。換句話說，螺紋緊固件在使用其疲勞強度的萬分之一時即松動了，我們只使用了它大能力的萬分之一，所以說螺紋緊固件的松動也不是因為螺栓疲勞強度。
三、螺紋緊固件損壞的真正原因是松動：
  螺紋緊固件松動后，產生巨大的動能mv2，這種巨大的動能直接作用于緊固件及設備，致使緊固件損壞，緊固件損壞后，設備無法在正常的狀態下工作，進一步導致設備損壞。
  受軸向力作用的緊固件，螺紋被破壞，螺栓被拉斷。
" w: q7 k/ o8 L; J  h  受徑向力作用的緊固件，螺栓被剪斷，螺栓孔被打成橢圓。
8 q) @! t- d3 z; |四、選用防松效果優異的螺紋防松方式是解決問題的根本所在：
  以液壓錘為例。GT80液壓錘的重量是1.663噸，其側板螺栓為7套10.9級M42螺栓，每根螺栓的抗拉力為110噸，預緊力取抗拉力一半計算，預緊力高達三、四百噸。但是螺栓一樣會斷，現在準備改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解決不了。
螺栓斷裂，人們最容易得出的結論是強度不夠，因而大都采用加大螺栓直徑強度等級的辦法。這種辦法可以增加螺栓的預緊力，其摩擦力也得到了增加，當然防松效果也可以得到改善，但這種辦法其實是一種非專業的辦法，它的投入太大，收益太小。
  總之，螺栓是：“不松不斷，一松就斷。”

沈石頭

有沒有標準力矩扳緊之后再松弛的時間表？根據時間表是不是可以進行例行的緊固工作？不過像彈墊這樣一次性的緊固件在二次緊固時是否更換？安裝之后不易檢查的螺栓只有等松待報廢一條路么？

myloveliya

推薦你，使用施必勞yin螺紋

rui_sun

真的可以這么總結嗎？不松不斷，一松就斷

lao憨

   此文對螺栓的受力分析不到位。
1.螺栓受到的力除了零件/機構的重力還應包括運動/沖擊產生的力，后者有可能遠大于前者。
- W2 \5 o( i# F3 U1 e& @5 h$ I* [2.螺紋緊固件出現“松動”顯然是因為材料發生軸向延伸或變形，靜止的機構一般不會出現這樣的問題。
3.關于預緊力，2號樓主言之有理。預緊力不是越大越好，也不是越小越好。

冷水黃金

老虎鉗輕松夾斷一根M3螺栓，因為松了？

lao憨

lao憨 發表于 2014-1-17 15:45
此文對螺栓的受力分析不到位。
1.螺栓受到的力除了零件/機構的重力還應包括運動/沖擊產生的力，后者有可 ...

      我們為什么要加預緊力？
   1.螺紋加工總是有偏差的，當螺栓擰入螺孔時其外螺紋和螺孔內螺紋的嚙合不會處于理想狀態，所以我們要加一點預緊力改善嚙合狀態.
   2.但是還不夠，螺栓工作時，在軸向力的作用下會發生延伸，使越靠近根部的螺牙受力越大，越遠的螺牙受力越小，一般來說10牙以后幾乎不起作用，所以我們要加大預緊力使靠近根部的幾牙在機構尚未工作時都受到了足夠大的力，來滿足你所說的保證應力。
   3.很難用計算的方法來設定保證應力和確定預緊力，我認為還是用統計學的方法來確定預緊力為好，不管什么保證應力。所以我贊同2號樓主。
4 D( @6 e5 E0 i: @  不知道有沒有誤導你。
0 v6 ~3 f; h) |' T' Q* U  V

MELO2108

一般都是切應力使螺栓斷裂

走路empty

M20 不是20噸

周子恩

從實際應用角度來講，應該是不松不斷，一松就斷。所以正常的設備保養維護就應該正常進行。對重要部件、部位檢查不能應付了事。一般的機械設計螺栓的使用都是滿足剛性需求很多倍的，斷裂從很多方面講都是使用不當與誤操作加上確實保養維護造成的。