Zrahljan vijak lahko povzroči zaustavitev celotnega proizvodnega obrata in podjetje stane na tisoče ali celo desettisoče juanov. Poleg tega lahko ohlapni vijaki ogrožajo varnost v tovarni. Kateri so torej glavni vzroki za zrahljane vijake? Na splošno obstajajo vzroki, kot so spontano popuščanje, samodejno popuščanje in popuščanje zaradi utrujenosti.
Video material, priporočljiv ogled WiFi
5 razlogov, zakaj so vijaki zrahljani
01
slika
Pod zategovanjem
Premalo zategnjeni ali napačno zategnjeni vijaki imajo sami po sebi nezadostno silo pred zategovanjem. Če se spet zrahljajo, spoj ne bo imel dovolj vpenjalne sile, da bi držal različne dele skupaj. To lahko povzroči bočno drsenje med dvema deloma in vijak bo izpostavljen nepotrebni strižni obremenitvi, kar lahko na koncu povzroči zlom vijaka.
slika
02
slika
vibracije
slika
Preizkusi vijačnih povezav pod vibracijami so pokazali, da veliko majhnih "bočnih" premikov povzroči premikanje obeh delov povezave relativno drug glede na drugega, kot tudi glede na glavo vijaka ali matico in del, ki se povezuje.
Ti ponavljajoči se gibi preprečujejo trenje med sornikom in povezanimi deli. Sčasoma bo tresenje povzročilo, da se bo vijak "ohlapno vrtel" na svojih navojih in spoj bo izgubil svojo vpenjalno silo.
03
slika
Vdelati
Inženirji, ki načrtujejo in razvijajo napetosti vijakov, dopuščajo obdobje preboja, določeno izgubo prednapetosti, med katero lahko vijaki popustijo v tesnosti.
To zrahljanje povzroči vdelava med glavo vijaka in/ali matico, navoje in nasprotne površine povezanih delov ter se lahko pojavi v mehkih materialih (kot so kompoziti) in trdih poliranih kovinah.
Če je spoj nepravilno zasnovan ali če vijaki niso prvotno napeti na predpisano napetost, lahko vdelava spoja povzroči izgubo vpenjalne sile, ki ne doseže minimalne zahtevane vpenjalne sile.
Med sklepnimi površinami so mikroskopske neravnine. Pod delovanjem sile predhodnega zategovanja vijaka po zategovanju se izbokline zdrobijo in trajno plastično deformirajo. Posledično se bo vpenjalna dolžina sornika zmanjšala, kar bo nazadnje privedlo do zmanjšanja sile pred zategovanjem sornika.
slika
04
slika
Lezenje tesnila in toplotna ekspanzija
Številni vijačni spoji vključujejo tanko, mehko tesnilo med glavo vijaka in spojno površino za tesnjenje spoja in preprečevanje uhajanja plina ali tekočine. Sama podložka deluje tudi kot vzmet, ki se odbije pod pritiskom vijaka in naležne površine.
Sčasoma, zlasti v bližini visokih temperatur ali jedkih kemikalij, lahko tesnilo "polzi", kar pomeni, da izgubi elastičnost, kar povzroči izgubo vpenjalne sile.
Če so vijaki in spoji izdelani iz različnih materialov, bodo prevelike temperaturne razlike zaradi hitrih sprememb v okolju ali industrijskih cikličnih procesov povzročile hitro širjenje ali krčenje materiala vijakov, kar lahko povzroči zrahljanje vijakov.
slika
slika
05
slika
vpliv
Udarec – večja udarna obremenitev presega silo trenja, ko je vijak predhodno zategnjen, kar povzroči drsenje.
Dinamične ali izmenične obremenitve strojev, generatorjev, vetrnih turbin itd. lahko povzročijo mehanske udarce – udarno silo, ki deluje na vijak ali spoj, zaradi česar vijaki drsijo relativno drug glede na drugega.
Tako kot vibracije lahko tudi ta zdrs sčasoma povzroči popuščanje vijakov in celo udarci se pogosto ne upoštevajo pri načrtovanju spojev za tako velike obremenitve.
slika
Kaj je prednalaganje?
slika
Večpomenski izraz v tehniki. Ena je napetost (obremenitev), ki jo ustvari zaponka, ko je prvotno zategnjena. Ko se vijak razteza, se komponente med vijakom in matico stisnejo, kar poveča tako imenovano vpenjalno obremenitev do konca postopka zategovanja.
Nevarnosti zrahljanih vijakov
01
slika
Puščanje prirobnice
slika
02
slika
Rotor ventilatorja se je ločil od strojnice in odpadel
slika
03
slika
Odpadel je priključni vijak za vibracije ladijskega motorja
Vibracijski povezovalni vijaki ladijskega motorja so odpadli in med premikanjem ladje povzročili dodatno škodo na opremi.
Pri vijačni povezavi zategovanje matice dejansko povzroči podaljšanje vijaka, kot bi vlečenje vzmeti. Ta vlečna sila ali napetost ustvari nasprotno vpenjalno silo, ki tesno drži oba dela povezanega dela skupaj. Če je vijak zrahljan, bo vpenjalna sila oslabljena.
Zrahljani vijaki so več kot le glavobol. Če sklepov ne zategnete hitro, lahko začne puščati tekočina ali plin, zlomijo se vijaki, poškoduje se oprema ali pa pride do katastrofalne nesreče.
Povzemite
"Najboljši način za preprečevanje popuščanja je zagotoviti, da je sila pred zategovanjem zadostna in ne bo povzročala težav, kot sta zdrs ali odpiranje spoja."
Iz zgornje analize je razvidno, da obstajajo trije razlogi za popuščanje zaradi nezadostne ali zmanjšane sile predzategovanja. Zato je potreben poseben nadzor sile pred zategovanjem vijakov, da se nadzoruje nevarnost popuščanja.
Dokler je sila predhodnega zategovanja zadostna za izpolnjevanje zahtev in dokler vpenjalna dolžina ni prekratka (kot je lk Večje ali enako 3d), se vijaki na splošno ne bodo samodejno zrahljali, tudi če pride do določena vibracijska obremenitev.
Kombinacija dobre zasnove sornikov, ustreznega razvoja vpenjalne sile in ustreznih naprav za zaklepanje sornikov lahko zanesljivo zavaruje vijačne spoje pred številnimi izzivi popuščanja, predstavljenimi tukaj.
Dobra vijačna povezava bo zasnovana z ustrezno velikimi in tipiziranimi sorniki in maticami ter določena z optimalno napetostjo, da se doseže vpenjalna sila, potrebna za ohranitev celovitosti povezave.
Ustrezna vpenjalna sila v aplikaciji zahteva, da napetost (prednapetost) v vsakem vijaku doseže pravilno raven in ostane na tej ravni skozi celotno življenjsko dobo.
Zato je ključnega pomena, da vzdržujete ustrezno napetost na vijakih. Ultrazvočne valove je mogoče uporabiti za merjenje aksialne sile vijakov med načrtovanjem, da se zagotovi, da sila predzategovanja vijakov izpolnjuje konstrukcijske zahteve.
