Es gibt tatsächlich viele Szenarien für Ermüdungsversagen von Schraubenverbindungen, die von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Fahrrädern reichen. Heute werden wir dieses Wissen anhand eines Videos kennenlernen, das großartige professionelle Informationen bietet.
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Die in unserer Arbeit festgestellten Hauptversagensarten von Schraubverbindungen sind unterteilt in:
①Montage, drehen, ziehen und brechen;
②Der Faden wird durch Scherkraft abgedreht;
③Gebrochen nach Gebrauch in Bereichen, in denen die Belastung konzentriert ist;
④Ermüdungsbruch;
⑤ Verzögerter Bruch;
⑥ Teile-Drehmomentalarm;
⑦Gewindeschiebezähne.
Ursachenanalyse häufiger Fehlermodi
①Montage, Verdrehen, Ziehen und Brechen:
Das Charakteristikum der Torsionsfraktur ist die deutliche Einschnürung und Dehnung des Bruchbereichs. Die häufigsten Gründe für Dreh- und Zugbrüche sind hauptsächlich auf den geringen Reibungskoeffizienten der Verbindungsfläche zurückzuführen. Das beim Anziehen oder Vorspannen angewendete Drehmoment ist zu groß und die Hülse und das Gewinde sind beim Aufbringen des Drehmoments unterschiedlich. Die Welle und die Drehzahl beim Aufbringen des Drehmoments sind zu hoch; Die Leistungsfestigkeit des Teils selbst ist unzureichend und die Rechtwinkligkeit zwischen der Befestigungsfläche und der Gewindemittellinie liegt außerhalb der Toleranz.
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②Der Faden wird durch Scherkraft abgedreht:
Der durch Scherkraft verdrehte Bruchabschnitt hat im Allgemeinen eine Spiralform ohne offensichtliche Einschnürung. Der häufigste Grund dafür, dass der Faden durch Scherkraft verdreht wird, ist, dass der Faden während des Anzugsvorgangs feststeckt, wie zum Beispiel: Gewindeverformung, miteinander verbundene Zähne. Die Form ist inkonsistent und an den Gewindegängen sind Schweißschlackenflecken zu erkennen. Der Bereich, in dem die Schraube eingeschraubt wird, ist blockiert, und wenn es sich bei der Mutter um ein Sackloch handelt, reicht die effektive Gewindetiefe nicht aus.
③Bruch nach Gebrauch an beanspruchten Stellen:
Der Bruch nach der Verwendung an der Spannungskonzentrationsstelle manifestiert sich normalerweise im Schraubenkopf und im rechtwinkligen Teil, wo der Kopf und die Gewindestange zu groß sind. Der häufigste Grund für den Bruch des Spannungskonzentrationsteils ist, dass die Ausrundung des rechtwinkligen Teils zwischen Kopf und Gewindestange zu klein ist; Der Bolzen hat einen Kaltkopf. Es gibt Mängel in den plastischen Stromlinien des Kopfes. Die Vertikalität zwischen der verbundenen Fläche und der Schraube liegt außerhalb der Toleranz.
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④Ermüdungsbruch:
Der Hauptbruch beim Einsatz von Schraubverbindungen ist der Ermüdungsbruch. Häufige Gründe für einen Ermüdungsbruch sind: unzureichende Vorspannkraft; übermäßige Klemmkraftdämpfung; unqualifizierte Schraubengröße und Leistung; gegenseitige Zusammenarbeit und Montage zwischen Teilen. Die Umgebungs- und Betriebsbedingungen können die Konstruktionsanforderungen nicht erfüllen.
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⑤Verzögerter Bruch:
Eine häufige Ursache für einen verzögerten Bruch ist Wasserstoffversprödung. Bei der Wasserstoffversprödung handelt es sich um Spuren von Wasserstoff, die während des Produktionsprozesses (z. B. Galvanisieren und Schweißen) in das Innere des Stahls gelangen und dazu führen, dass das Material unter der Einwirkung innerer Eigenspannung oder äußerer Spannungen versprödet oder sogar reißt. Zu den üblichen Verbindungselementen, die zur Wasserstoffversprödung neigen, gehören: selbstschneidende Nägel/elastische Unterlegscheiben/Schrauben mit galvanischer Oberflächenbehandlung über Güteklasse 8.
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⑥Teildrehmomentalarm:
Teiledrehmomentalarme treten häufig während des Schraubenmontageprozesses auf, bei dem das Drehmoment durch die Winkelmethode gesteuert wird. Zu den Fehlermodi und Ursachen für den Drehmomentalarm für Befestigungselemente gehören: Nach Abschluss der Montage ist das endgültige Drehmoment des Teils höher als die obere Kontrollgrenze oder niedriger als die untere Kontrollgrenze: Der Grund dafür ist, dass der Montagedrehmoment-Kontrollbereich des Teils liegt ist unangemessen, was sich in einem übermäßig eingestellten Regelbereich äußert. Klein, der Regelbereich verschiebt sich nach oben oder unten.
Es findet kein Vorspannen auf den voreingestellten Winkel statt, und das Drehmoment erreicht die Obergrenze und der Alarm wird ausgelöst: Der Grund dafür ist, dass der Reibungskoeffizient des Teils selbst die Obergrenze überschreitet und der Reibungskoeffizient der Teilepassungen die Obergrenze überschreitet , und die Interferenz zwischen den Teilen führt dazu, dass das Montagedrehmoment stark ansteigt.
Normale Montage, Alarm für Drehmoment-Untergrenze: Der Grund dafür ist, dass der Reibungskoeffizient des Teils selbst die Untergrenze überschreitet oder der Reibungskoeffizient der Teilepassungen die Untergrenze überschreitet. Beim Einschrauben der Teile ist das Montagedrehmoment größer als das Anfangsdrehmoment (d. h. der Schraubdrehmomentverbrauch ist zu groß), was bei Sicherungsmuttern häufig vorkommt. Spannen.
⑦Gewinde-Gleitgewinde:
Bei Gewindeverbindungen kommt es häufig zu Gewindeschlupf. Die Hauptursache für das Durchrutschen des Gewindes ist die Entkohlung des Gewindes: Ein häufiges Phänomen besteht darin, dass das Drehmoment bei der Montage nicht aufgebracht werden kann. Nach dem Entfernen der Schraube stellt sich heraus, dass das Gewinde ganz oder teilweise geglättet ist und die Oberflächenhärte des Schraubengewindes oder der Mutter gering ist. Die Abmessungen der Innen- und Außengewinde sind aufeinander abgestimmt: Die Kontaktfläche der passenden Kupplungspaare ist klein. Es gibt zwei Situationen: Erstens ist die Anzahl der Gewindegänge für den Zahneingriff gering, und zweitens berühren sich die Gewindegänge nicht innerhalb des Flankendurchmessers (d. h. die Präzisionspassung ist nicht ausreichend). Nun, es besteht nicht genügend Kontakt zwischen ihnen (Bolzengewinde und Muttergewinde).
Wenn die Montagemethode nicht im richtigen Loch ist, führt ein starkes Anziehen gleichzeitig dazu, dass das Gewinde verrutscht. Der Reibungskoeffizient des Gewindes ist zu klein: Die Oberflächenbeschichtung, die Oberflächenrauheit und das Oberflächenschmiermittel sind unangemessen, und im Bolzengewinde oder im Gewindeloch befinden sich Fremdkörper, die das Gewinde beschädigen. Schwankungen in der Steigung und im Winkel von Schrauben und Muttern können ebenfalls zum Durchrutschen des Gewindes führen.
