Czym są luźne śruby i jak im zapobiegać

Śruby, często pomijane ze względu na ich niewielki rozmiar, odgrywają kluczową rolę w wielu branżach. Jako jedna z najczęściej używanych części w dzisiejszym sprzęcie, służy do bezpiecznego łączenia różnych obiektów, zapewniając wytrzymałość i stabilność w różnych zastosowaniach. Jednak gdy śruby się poluzują, mogą prowadzić do szeregu problemów, które mogą wpłynąć na bezpieczeństwo i wydajność całego systemu. W tym artykule skupimy się na powodach, dla których się poluzowują, i jak skutecznie im zapobiegać, aby zapewnić stabilną pracę maszyn.

Czym są luźne śruby?

Śruby to mechaniczne elementy złączne zaprojektowane do łączenia dwóch lub więcej komponentów poprzez zaciskanie ich z obciążeniem wstępnym. Ten poziom napięcia (naprężenie wstępne) powoduje tarcie między współpracującymi powierzchniami, co zapobiega rozdzieleniu i równomiernie rozkłada obciążenia. 

Podczas gdy luźne śruby odnoszą się do stanu, w którym śruba straciła swoją szczelność. Kiedy to się dzieje, może to stanowić poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Dlaczego odkręcanie śrub jest tak ważne?

Problemów z luzowaniem się śrub nie można ignorować. Kiedy się pojawią, mogą prowadzić do szeregu poważnych konsekwencji, w tym zmniejszonej integralności strukturalnej, nieprawidłowych wibracji, potencjalnych zagrożeń bezpieczeństwa, niskiej wydajności i wydajności oraz wysokich kosztów naprawy.

W przemyśle luźne śruby mogą wpływać na wydajność sprzętu, jak również na jego normalne działanie. Może to również prowadzić do przemieszczenia się części sprzętu, co skutkuje wypadkami produkcyjnymi, a tym samym zagraża życiu ludzi.

W przemyśle lotniczym może to wpłynąć na system sterowania statku kosmicznego, utrudniając dokładne wykrywanie orbity. Może to spowodować, że statek kosmiczny zboczy z zamierzonej orbity, zwiększając ryzyko kolizji z innymi ciałami niebieskimi lub śmieciami kosmicznymi.

W transporcie luźne śruby na torach kolejowych mogą powodować wykolejenia. W sprzęcie górniczym mogą prowadzić do awarii maszyn i potencjalnych obrażeń operatorów. 

Seria negatywnych konsekwencji przekracza Twoje wyobrażenia. Dlatego ważne jest, aby zwracać uwagę na problemy z luzowaniem się śrub, aby zapewnić normalne działanie różnych systemów i struktur. Regularne kontrole i terminowe środki zapobiegawcze mogą pomóc uniknąć ryzyka.

5 najczęstszych przyczyn luźnych śrub

1. Nieprawidłowa instalacja

Odnosi się do braku zastosowania właściwego momentu obrotowego podczas instalowania śrub. Nadmierne dokręcenie może spowodować nadmierne rozciągnięcie śruby lub nawet jej złamanie, podczas gdy niedokręcenie powoduje, że połączenie nie ma wystarczającej siły zacisku, aby utrzymać połączenie razem. 

2. Zużycie materiału

Ze względu na długotrwałe użytkowanie sprzętu, połączenie śrubowe i materiały mocujące mogą ulec pogorszeniu, zużyciu lub korozji, co stopniowo zmniejsza tarcie między śrubą a materiałem, który zabezpiecza. Bez odpowiedniego tarcia śruba jest bardziej podatna na samoczynne luzowanie.

3. Wibracja

Wibracje mogą poluzować połączenia śrubowe. Gdy są one narażone na obciążenia dynamiczne i wibracje, ich gwinty i nakrętka będą działać przeciwko sobie, co doprowadzi do zmniejszenia tarcia, które je trzyma razem. Wibracje i wstrząsy mogą również powodować, że śruba będzie się lekko obracać sama z siebie, co nazywa się spontanicznym luzowaniem. 

4. Wady produkcyjne

Wady procesu produkcyjnego mogą mieć wpływ na wydajność śrub. Wady te mogą obejmować nieprawidłowo obrobione gwinty, złą jakość materiału lub niespójne wymiary. Wady te mogą utrudniać osiągnięcie bezpiecznego dopasowania i zwiększać prawdopodobieństwo poluzowania się śruby z czasem.

5. Rozszerzalność cieplna

Innym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest różnica rozszerzalności cieplnej. Utrzymuj materiał śruby taki sam jak połączenia. Jeśli współczynniki tych dwóch są niespójne, zmiany temperatury mogą prowadzić do względnego ruchu między nimi, co może następnie spowodować utratę połączenia.

5 oznak luźnych śrub

Rozpoznaliśmy powagę i to, co je wyzwala, więc jak możesz stwierdzić, czy Twoje śruby działają prawidłowo, czy już wykazują oznaki poluzowania? Oto 5 oznak, które pomogą Ci to stwierdzić:

1. Luki:Najbardziej bezpośrednią metodą ustalenia problemu jest kontrola wizualna. Jeśli występują wyraźne szczeliny między łbem śruby lub nakrętką a połączonymi częściami lub jeśli występują oznaki poluzowania w dokręconej części, może to spowodować poluzowanie połączenia śrubowego.
2. Dźwięki nietypowe: Jeśli śruba zaczyna się luzować, może wydawać pewne dźwięki podczas pracy urządzenia. Dźwięki te mogą być ciągłe lub przerywane.
3. Zmniejszone obciążenie wstępne: Wstępne obciążenie odnosi się do siły przyłożonej podczas dokręcania śruby. Jeśli śruba się poluzuje, jej wstępne obciążenie zmniejszy się, co sprawi, że sprzęt będzie mniej stabilny lub, co gorsza, przestanie działać.
4. Zwiększone wibracje: Gdy śruba się poluzuje, drgania sprzętu mogą wzrosnąć. Dzieje się tak, ponieważ poluzowanie śrub może prowadzić do zwiększenia szczelin między połączonymi częściami, zwiększając w ten sposób amplitudę drgań.
5. Relaksacja w stresie: Pod długotrwałymi obciążeniami naprężenie wewnątrz materiału śruby może stopniowo spadać, co prowadzi do zmniejszenia naprężenia wstępnego śruby. Jeśli problem nie zostanie rozwiązany natychmiast, może to doprowadzić do poluzowania śrub.

Rozpoznanie tych oznak jest kluczowe, ponieważ poluzowanie śrub może prowadzić do katastrofalnej tragedii. Ważne jest, aby wcześnie wykryć wszelkie luzy, aby zapobiec potencjalnym zagrożeniom i uszkodzeniom.

Jak zapobiec luzowaniu się śrub?

Po przeanalizowaniu przyczyn i oznak luźnych śrub przedstawimy kilka metod, które pomogą zapobiec temu problemowi. Upewnij się, że śruby są instalowane przy użyciu właściwych narzędzi i technik. Metody te można podzielić na blokowanie cierne, blokowanie mechaniczne i metody blokowania trwałego. 

Blokada cierna

• Podkładki sprężyste: Są zaprojektowane tak, aby wytworzyć efekt sprężyny, który pomaga utrzymać napięcie śruby, zapobiegając jej poluzowaniu. Jednak w przypadku śrub o dużej wytrzymałości i twardych materiałów nie mogą działać skutecznie.
• Nakrętki samokontrujące: Ten rodzaj nakrętek działa na zasadzie odkształcania elastycznej podstawy podczas dokręcania do śruby, co powoduje powstanie siły przeciwdziałającej, zapobiegającej wibracjom.
• Podwójne nakrętki: Użycie dwóch nakrętek dokręconych do siebie może zapewnić dodatkowe tarcie, zapobiegając luzowaniu.

Blokady cierne mają tendencję do łatwego luzowania się pod wpływem silnego uderzenia w śrubę, co powoduje konieczność użycia markera do identyfikacji i zachowania szczególnej uwagi, aby upewnić się, że żadna część nie brakuje. 

Blokada mechaniczna

• Kołki rozporowe: Są one zazwyczaj używane z nakrętkami rowkowymi. Są łączone, aby zablokować dwie części razem, przechodząc przez otwory w obu częściach i zginając końce, aby zapobiec ich usunięciu.
• Nakrętki szczelinowe: Tego typu nakrętki posiadają szczelinę, która służy do zabezpieczenia włożonego urządzenia blokującego przed obracaniem się.
• Podkładki zabezpieczające: Podkładki te mają zęby lub ząbki, które wgryzają się w powierzchnię styku, zapobiegając rozdzieleniu się podkładek.
• Druty blokujące: Druty są przewlekane przez otwory w łbach śrub i nakrętkach, aby je ze sobą zabezpieczyć.

Blokowanie mechaniczne jest stosunkowo niezawodne i sprawdza się w przypadku połączeń o kluczowym znaczeniu, wymaga jednak, aby powiązane elementy pozostały nienaruszone i nieuszkodzone. 

Blokada trwała

• Spawanie: Proces ten polega na zastosowaniu prądu elektrycznego w celu wykonania spoiny. Topi się niewielki fragment śruby i nakrętki, co powoduje ich połączenie i utworzenie trwałego połączenia.
• Nitowanie: Nit jest wprowadzany przez wcześniej wywiercony otwór w śrubie i nakrętce, a następnie koniec nitu jest odkształcany lub spłaszczany w celu połączenia śruby i nakrętki. 
• Dziurkowanie: Wgłębienia na powierzchni śrub i nakrętek powstałe w wyniku dziurkowania zwiększają tarcie i opór, uniemożliwiając ich obracanie.
• Wiązanie: Kleje można nakładać na powierzchnie śruby i nakrętki. Klej tworzy silną i spójną siłę między śrubą i nakrętką, zapobiegając ich rozdzieleniu.

Trwałe blokowanie zapewnia ścisłe połączenie śrub i nakrętek, jednak podczas demontażu powoduje utratę gwintu mocującego, co sprawia, że nie nadają się one do ponownego użycia.

Każda metoda blokowania ma swoje wady i zalety. Wybór metody zależy od zastosowania.

Wnioski

Wpływ poluzowania się nakrętek i śrub może być znaczący. Rozumiejąc przyczyny źródłowe i stosując proaktywne podejście, możesz skutecznie złagodzić ryzyko.