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緊固件失效的形式和對應(yīng)原因
發(fā)布時間：2020-07-07
來源：宸堃機械 瀏覽次數(shù)：
螺紋緊固件的失效形式及原因分析
1)通過扭轉(zhuǎn)和拉動使組件斷裂
拉伸斷裂的特征是斷裂部位顯著的頸縮伸長。常見的原因是結(jié)合面的摩擦系數(shù)太小；擰緊或預(yù)緊時，施加的扭矩太小，施加扭矩時套筒和螺紋從不同軸，施加扭矩時速度太慢，因此零件本身的性能強度足夠，緊固面和螺紋中心線的垂直度超出公差。
2)螺紋受剪切力折斷
被剪切力折斷的斷裂部位通常呈螺旋狀，沒有明顯的縮頸現(xiàn)象，導(dǎo)致螺紋被剪切力折斷的常見原因是螺紋在擰緊過程中被卡住，如螺紋變形、不同的齒型相互連接、螺紋上有焊渣等；螺栓擰入的部分受到阻力，如果螺母用作盲孔，精準(zhǔn)的凹槽深度就足夠了。
3)應(yīng)力分散部分使用后斷裂
應(yīng)力分散部在使用后的斷裂往往表現(xiàn)在螺栓頭和螺桿之間的直角過大部分，主要原因是螺栓頭與螺桿之間的直角過大部分圓角過小；冷鐓時，螺栓頭部的塑性流線有缺陷。連接表面和螺栓之間的垂直度超出公差。
4)疲勞斷裂
螺栓連接后使用過程中的主要斷裂是疼痛性斷裂，常見原因有：預(yù)緊力不足；夾緊力過度衰減；螺栓的尺寸和性能永遠(yuǎn)不合格；零件之間的相互配合、裝配環(huán)境和使用條件永遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計要求。
5)延遲斷裂
延遲斷裂通常是由氫脆引起的。氫脆是生產(chǎn)過程(如電鍍和焊接)中氫進入鋼外部的痕跡，在外部殘余或外部應(yīng)力的作用下導(dǎo)致材料脆化和開裂。容易氫脆的常見緊固件包括：自攻釘、彈性墊圈和電鍍表面處理后過級的螺栓。
6)零件扭矩警報
零件扭矩報警通常發(fā)生在螺栓裝配過程中，扭矩由角度法控制。主要原因是：零件原有的裝配扭矩控制范圍不合適，表現(xiàn)為設(shè)定的控制范圍過大，控制范圍上下偏移。
扭矩達(dá)到上限而沒有預(yù)緊到預(yù)設(shè)角度時報警：零件的原始摩擦系數(shù)超過上限，零件的摩擦系數(shù)超過上限，零件之間的干涉導(dǎo)致裝配扭矩快速上升。
裝配穩(wěn)定，扭矩下限報警：初時，由于零件本身的摩擦系數(shù)超過下限或零件的配合摩擦系數(shù)超過下限，零件擰入時的配合扭矩大于初始扭矩(即擰入扭矩的消耗太小)，常用來擰緊鎖緊螺母。
7)螺紋滑牙
螺紋滑牙經(jīng)常發(fā)生在螺紋連接中，主要是由于螺紋脫碳。常見的現(xiàn)象是在裝配過程中不能增加扭矩。拆下螺栓后，發(fā)現(xiàn)螺紋全部或部分磨平，螺栓螺紋或螺母孔表面硬度高；內(nèi)螺紋和外螺紋在尺寸上匹配，并且配合的耦合對具有大的接觸面積。有兩種情況：一、很難擰緊螺紋；二、螺紋和螺紋從不在中間直徑內(nèi)接觸(但精度匹配良好，螺栓螺紋和螺母螺紋之間的接觸永遠(yuǎn)不夠)。此外，如果裝配方法上的裝配從未與孔對齊，大力擰緊也會導(dǎo)致螺紋滑動；螺紋摩擦系數(shù)過大、表面涂層不當(dāng)、表面粗糙度、表面潤滑劑和螺栓螺紋或螺孔中的異物、螺紋損壞以及螺栓和螺母之間的螺距和角度變化都會導(dǎo)致螺紋打滑。
1)通過扭轉(zhuǎn)和拉動使組件斷裂
拉伸斷裂的特征是斷裂部位顯著的頸縮伸長。常見的原因是結(jié)合面的摩擦系數(shù)太小；擰緊或預(yù)緊時，施加的扭矩太小，施加扭矩時套筒和螺紋從不同軸，施加扭矩時速度太慢，因此零件本身的性能強度足夠，緊固面和螺紋中心線的垂直度超出公差。
2)螺紋受剪切力折斷
被剪切力折斷的斷裂部位通常呈螺旋狀，沒有明顯的縮頸現(xiàn)象，導(dǎo)致螺紋被剪切力折斷的常見原因是螺紋在擰緊過程中被卡住，如螺紋變形、不同的齒型相互連接、螺紋上有焊渣等；螺栓擰入的部分受到阻力，如果螺母用作盲孔，精準(zhǔn)的凹槽深度就足夠了。
3)應(yīng)力分散部分使用后斷裂
應(yīng)力分散部在使用后的斷裂往往表現(xiàn)在螺栓頭和螺桿之間的直角過大部分，主要原因是螺栓頭與螺桿之間的直角過大部分圓角過小；冷鐓時，螺栓頭部的塑性流線有缺陷。連接表面和螺栓之間的垂直度超出公差。
4)疲勞斷裂
螺栓連接后使用過程中的主要斷裂是疼痛性斷裂，常見原因有：預(yù)緊力不足；夾緊力過度衰減；螺栓的尺寸和性能永遠(yuǎn)不合格；零件之間的相互配合、裝配環(huán)境和使用條件永遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計要求。
5)延遲斷裂
延遲斷裂通常是由氫脆引起的。氫脆是生產(chǎn)過程(如電鍍和焊接)中氫進入鋼外部的痕跡，在外部殘余或外部應(yīng)力的作用下導(dǎo)致材料脆化和開裂。容易氫脆的常見緊固件包括：自攻釘、彈性墊圈和電鍍表面處理后過級的螺栓。
6)零件扭矩警報
零件扭矩報警通常發(fā)生在螺栓裝配過程中，扭矩由角度法控制。主要原因是：零件原有的裝配扭矩控制范圍不合適，表現(xiàn)為設(shè)定的控制范圍過大，控制范圍上下偏移。
扭矩達(dá)到上限而沒有預(yù)緊到預(yù)設(shè)角度時報警：零件的原始摩擦系數(shù)超過上限，零件的摩擦系數(shù)超過上限，零件之間的干涉導(dǎo)致裝配扭矩快速上升。
裝配穩(wěn)定，扭矩下限報警：初時，由于零件本身的摩擦系數(shù)超過下限或零件的配合摩擦系數(shù)超過下限，零件擰入時的配合扭矩大于初始扭矩(即擰入扭矩的消耗太小)，常用來擰緊鎖緊螺母。
7)螺紋滑牙
螺紋滑牙經(jīng)常發(fā)生在螺紋連接中，主要是由于螺紋脫碳。常見的現(xiàn)象是在裝配過程中不能增加扭矩。拆下螺栓后，發(fā)現(xiàn)螺紋全部或部分磨平，螺栓螺紋或螺母孔表面硬度高；內(nèi)螺紋和外螺紋在尺寸上匹配，并且配合的耦合對具有大的接觸面積。有兩種情況：一、很難擰緊螺紋；二、螺紋和螺紋從不在中間直徑內(nèi)接觸(但精度匹配良好，螺栓螺紋和螺母螺紋之間的接觸永遠(yuǎn)不夠)。此外，如果裝配方法上的裝配從未與孔對齊，大力擰緊也會導(dǎo)致螺紋滑動；螺紋摩擦系數(shù)過大、表面涂層不當(dāng)、表面粗糙度、表面潤滑劑和螺栓螺紋或螺孔中的異物、螺紋損壞以及螺栓和螺母之間的螺距和角度變化都會導(dǎo)致螺紋打滑。
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