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六角头螺栓预紧慢慢丢失时头部压溃和杆部拉长的区分

六角头螺栓预紧慢慢丢失时头部压溃和杆部拉长的区分
作者:云获客 来源: 技术分享 15 次浏览

六角头螺栓预紧力慢慢丢失时,头部下面的支承被压出凹坑是夹持长度变短,杆部被拉得变长是螺栓自身屈服,两者都使夹紧力下降。

六角头螺栓预紧慢慢丢失时头部压溃和杆部拉长的区分

六角头螺栓刚拧紧时夹紧力是够的,过一段时间接合面又松了,头部下面的支承被压溃,和杆部被慢慢拉长,都会把弹性伸长吃掉。压溃发生在螺栓头接触的那个平面上,夹持长度变短,螺栓自己的材料可以没有屈服。拉长发生在杆部,螺栓比原长更长,支承面可以仍然平整。两种丢失都是慢慢发生的,一个缩短的是被连接件,一个伸长的是螺栓。

头下压溃缩短夹持长度

六角头螺栓头下的承压面积较小,软材料或孔口翻边只留下一圈窄接触时,局部压强超过材料的抗压能力,表面被慢慢压出环状凹坑。凹坑深度直接减少夹持长度,螺栓杆里原先的弹性伸长得到放松,夹紧力下降。螺栓全长与刚拧紧时相比几乎不变,因为塑性变形不在杆上。螺母标记也不必转动。拆开能摸到头下的坑,坑的外径接近螺栓头对边尺寸。

六角头螺栓这种压溃随时间加重,是因为接触点上的材料还会继续蠕变。温度升高时更明显,夹紧力的下降和坑的加深同步。把支承面换成足够硬、足够大的承压垫,或把孔口锪平,新的压坑不再发展,同一根螺栓的杆长仍然是原来的尺寸。若杆长已经永久变长,只加大承压面并不能把杆部的塑性伸长收回。测量杆长是把压溃和屈服分开的尺寸。

六角头螺栓头下若只有局部高点先接触,压溃会偏在一侧,螺栓头出现倾斜,接合面的一侧先松开。杆部屈服造成的松弛则沿轴线均匀,螺栓头不会因此歪向一边。看头下压痕是整圈均匀还是偏向一侧,以及螺栓头有没有被压歪。歪斜加偏心压坑,是支承面不平后的压溃。杆长增加而头下仍然平整,是杆部自己被拉长。

杆部屈服使螺栓变长

六角头螺栓杆部应力超过屈服以后,塑性伸长留在杆上,卸载后比原长更长。夹持长度没有变,但螺栓像一根被拉过劲的弹簧,弹性恢复力变小,夹紧力下降。头下平面可以没有凹坑,螺母标记也可以不动,因为螺母并没有回转,失去的是杆内的应力。用同一测量基准比较拧紧前和拆下后的杆长,增量就是塑性伸长。这个增量不会因为把支承面淬硬而消失。

六角头螺栓在高温下长期受力时,杆部还会蠕变,长度随时间继续增加,夹紧力持续下降。压溃的蠕变发生在头下的被连接材料里,螺栓杆长不增加。把螺栓拆下来在室温测量,杆变长就是螺栓蠕变或屈服,杆不变长而坑变深就是支承蠕变。两者都随温度加重,不能只凭温度高就判定是螺栓材料不好。必须量杆长和坑深这两项里究竟哪一项在变。

六角头螺栓预紧时若一次就把杆拉过屈服,松弛在拧紧后很快出现,不必等长期蠕变。头下压溃则通常需要一段时间才把坑压出来,刚拧完的夹紧力是正常的。因此松弛出现的时刻也有帮助:卸力扳手刚离开就失去伸长,而且杆已变长,是装配过载屈服。运行一段时间后才松、杆长未变、头下出坑,是压溃。过载屈服要降低装配应力,压溃要加大承压面积。

六角头螺栓两种塑性变形同时存在时,杆变长,头下也有坑。应先测量杆的永久伸长占夹紧力损失的多少。杆的伸长已经足以解释夹紧力下降,就先更换螺栓并降低装配应力,再看新螺栓头下是否仍出坑。新螺栓杆长不再增加而坑仍在加深,剩下的才是支承面。先只加大垫圈而旧螺栓已经屈服,新的承压面上夹紧力仍然不够。

六角头螺栓复查夹紧力时,要同时留下杆长和头下平面的印记。杆长增加、平面无坑,更换螺栓并检查装配应力。杆长不变、平面出坑,修复支承面并加大承压。两项都变,按杆长能否单独解释松弛来决定先换螺栓还是先修平面。只重新拧紧而不看这两项,松弛还会以原来的方式出现。

六角头螺栓预紧慢慢丢失而杆长不变、头下出现环状凹坑,是支承面压溃使夹持长度变短。杆比原长更长、头下仍然平整,是杆部屈服或蠕变把弹性伸长吃掉了。一个变形在被连接件上,一个变形在螺栓上。只加力矩重新压紧,不能消除已经发生的塑性缩短或塑性伸长。