Что такое ослабленные болты и как их предотвратить

Болты, которые часто упускают из виду из-за их небольшого размера, играют важную роль во многих отраслях промышленности. Будучи одной из наиболее широко используемых деталей в оборудовании сегодня, они служат для надежного соединения различных объектов, обеспечивая прочность и устойчивость в различных приложениях. Однако, когда болты ослабевают, это может привести к ряду проблем, которые могут повлиять на безопасность и эффективность всей системы. В этой статье мы сосредоточимся на причинах, по которым они ослабевают, и на том, как эффективно предотвратить это, чтобы обеспечить стабильную работу вашего оборудования.

Что такое ослабленные болты?

Болты — это механические крепежные элементы, предназначенные для соединения двух или более компонентов путем зажима их с предварительной нагрузкой. Этот уровень натяжения (предварительная нагрузка) создает трение между сопрягаемыми поверхностями, что предотвращает разделение и равномерно распределяет нагрузку. 

В то время как ослабленные болты относятся к состоянию, когда болт потерял свою герметичность. Когда это происходит, это может представлять значительную угрозу безопасности.

Почему так важно ослаблять болты?

Проблемы с ослаблением болтов нельзя игнорировать. Когда это происходит, это может привести к ряду серьезных последствий, включая снижение структурной целостности, аномальную вибрацию, потенциальные угрозы безопасности, низкую эффективность и производительность, а также высокие затраты на ремонт.

В промышленной сфере ослабленные болты могут повлиять на производительность оборудования, а также на его нормальную работу. Это также может привести к смещению частей оборудования, что приведет к производственным авариям и, таким образом, создаст угрозу жизни людей.

В аэрокосмической отрасли это может повлиять на систему управления космическим аппаратом, что затруднит точное определение орбиты. Это может привести к отклонению космического аппарата от предполагаемой орбиты, что увеличит риск столкновения с другими небесными телами или космическим мусором.

В транспорте ослабленные болты на железнодорожных путях могут стать причиной схода с рельсов. В горнодобывающем оборудовании они могут привести к поломке машин и потенциальным травмам операторов. 

Серия негативных последствий выходит за рамки вашего воображения. Поэтому важно обращать внимание на проблемы с ослаблением болтов, чтобы обеспечить нормальную работу различных систем и конструкций. Регулярные проверки и своевременные профилактические меры могут помочь избежать рисков.

5 основных причин ослабления болтов

1. Неправильная установка

Это относится к несоблюдению надлежащего крутящего момента при установке болтов. Чрезмерное затягивание может привести к чрезмерному растяжению болта или даже его поломке, в то время как недостаточное затягивание приводит к тому, что соединение не имеет достаточной силы зажима, чтобы удерживать соединение вместе. 

2. Износ материала

Из-за длительного использования оборудования болтовое соединение и крепежные материалы могут подвергаться ухудшению, износу или коррозии, что постепенно снижает трение между болтом и материалом, который он закрепляет. Без достаточного трения болт более склонен к самоослаблению.

3. Вибрация

Вибрация может ослабить болтовые соединения. Когда они подвергаются динамическим нагрузкам и вибрации, их резьба и гайка будут работать друг против друга, что приведет к уменьшению трения, которое удерживает их вместе. Вибрация и удар также могут привести к тому, что болт начнет немного вращаться сам по себе, что называется спонтанным ослаблением. 

4. Производственные дефекты

Дефекты в процессе производства могут повлиять на производительность болтов. К таким дефектам относятся неправильно обработанная резьба, плохое качество материала или несоответствующие размеры. Эти дефекты могут затруднить достижение надежной посадки и увеличить вероятность ослабления болта с течением времени.

5. Тепловое расширение

Дифференциальное тепловое расширение — еще один фактор, который следует учитывать. Сохраняйте материал болта тем же, что и соединение. Если коэффициенты этих двух несовместимы, изменения температуры могут привести к относительному движению между ними, что впоследствии может привести к потере соединения.

5 признаков ослабленных болтов

Мы осознали серьезность и то, что их вызывает, так как же узнать, работают ли ваши болты должным образом или уже показывают признаки ослабления? Вот 5 признаков, которые помогут вам определить:

1. Пробелы:Визуальный осмотр — самый прямой способ определить проблему. Если между головкой болта или гайкой и соединенными частями имеются очевидные зазоры или если есть признаки ослабления в затянутой части, это может привести к ослаблению болтового соединения.
2. Ненормальные звуки: Если болт начинает ослабевать, это может привести к появлению шумов во время работы оборудования. Эти звуки могут быть непрерывными или прерывистыми.
3. Уменьшенная предварительная нагрузка: Предварительная нагрузка относится к силе, прикладываемой при затягивании болта. Если болт ослабевает, его предварительная нагрузка уменьшается, что делает оборудование менее устойчивым или, что еще хуже, неработоспособным.
4. Повышенные вибрации: При ослаблении болта могут усилиться вибрации оборудования. Это связано с тем, что ослабление болта может привести к увеличению зазоров между соединяемыми деталями, тем самым увеличивая амплитуду колебаний.
5. Расслабление стресса: При длительных нагрузках напряжение в материале болта может постепенно уменьшаться, что приводит к снижению предварительного натяжения болта. Если не решить проблему немедленно, это может привести к ослаблению болтов.

Распознавание этих признаков имеет решающее значение, поскольку ослабление болтов может привести к катастрофической трагедии. Важно обнаружить любое ослабление как можно раньше, чтобы предотвратить потенциальные опасности и повреждения.

Как предотвратить ослабление болтов?

После анализа причин и признаков ослабления болтов мы рассмотрим некоторые методы, которые помогут предотвратить эту проблему. Убедитесь, что болты установлены с использованием правильных инструментов и методов. Эти методы можно разделить на методы фрикционной блокировки, механической блокировки и постоянной блокировки. 

Фрикционная блокировка

• Пружинные шайбы: Они предназначены для создания пружинного эффекта, который помогает поддерживать натяжение винта, тем самым предотвращая его ослабление. Однако для высокопрочных болтов и твердых материалов они не могут работать эффективно.
• Самостопорящиеся гайки: гайки такого типа деформируют свое эластичное основание при накручивании на болт, создавая противодействующую силу для предотвращения вибрации.
• Двойные гайки: использование двух гаек, затянутых друг на друга, может обеспечить дополнительное трение и предотвратить ослабление.

Фрикционное крепление имеет тенденцию легко ослабевать, когда винт подвергается сильному удару, поэтому необходимо использовать маркер для идентификации и уделять особое внимание тому, чтобы убедиться, что все соответствующие детали на месте. 

Механическая блокировка

• Шплинты: обычно используются с шлицевыми гайками. Они объединяются для фиксации двух частей вместе, проходя через отверстия в обеих частях и загибая концы для предотвращения снятия.
• Гайки со шлицем: эти гайки имеют паз, который используется для обеспечения установки стопорного устройства, предотвращающего вращение.
• Стопорные шайбы: эти шайбы имеют зубцы или насечки, которые врезаются в сопрягаемую поверхность, предотвращая разъединение.
• Фиксирующие провода: провода продеваются через отверстия в головках болтов и гайках, чтобы скрепить их вместе.

Механическая блокировка относительно надежна и подходит для критических соединений, но она также требует, чтобы связанные с ней компоненты оставались целыми и неповрежденными. 

Постоянная блокировка

• Сварка: при использовании электрического тока для создания сварного шва происходит расплавление небольшого участка болта и гайки, в результате чего они сплавляются вместе и образуют прочное соединение.
• Клепка: заклепка вставляется в предварительно просверленное отверстие в болте и гайке, а затем конец заклепки деформируется или сплющивается, чтобы закрепить болт и гайку вместе. 
• Штамповка: Углубления на поверхности болтов и гаек, образующиеся в результате штамповки, увеличивают трение и сопротивление, препятствуя их проворачиванию.
• Склеивание: Клеи можно наносить на поверхности болта и гайки. Клей создает прочную и связующую силу между болтом и гайкой, предотвращая их разделение.

Постоянная фиксация обеспечивает надежное соединение болтов и гаек, однако при разборке она нарушает герметичность резьбовых соединений, что делает их непригодными для повторного использования.

Каждый метод блокировки имеет свои плюсы и минусы. Выбор метода зависит от области применения.

Заключение

Влияние ослабления гаек и болтов может быть значительным. Понимая основные причины и применяя проактивный подход, вы можете эффективно снизить риски.