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六角头螺栓被拉长后连接件仍然错位的两种机理

六角头螺栓被拉长后连接件仍然错位的两种机理
作者:云获客 来源: 技术分享 14 次浏览

六角头螺栓已经变长而连接件仍在错位时,杆部屈服使夹紧力消失是沿轴线松开,螺栓在过大的光孔里被别弯则是横向错位,两者伸长的来源不同。

六角头螺栓被拉长后连接件仍然错位的两种机理

六角头螺栓拆下来比原长更长,连接件却仍然对不回原来的位置。杆部被轴向拉力拉过屈服,和螺栓在过大的光孔里被横向力别弯,都会使测到的长度增加,连接件也都在错位。屈服丢失的是沿轴线的夹紧力,错位靠摩擦力消失以后的滑动。别弯丢失的是横向定位,夹紧力有时还在,零件却在孔的间隙里挪动。两种伸长一个沿轴线,一个带弯曲。

轴向屈服以后摩擦力消失

六角头螺栓杆部被纯拉力拉过屈服后,永久伸长沿轴线分布,杆身仍然是直的,放在平板上没有明显弯曲。夹紧力随着弹性恢复力下降而下降,接合面的摩擦力不足以抵抗横向载荷,连接件就沿接合面滑到新的位置。滑移面上能看到单向的擦痕,螺栓杆身却没有被孔壁挤出的侧向亮带。把新螺栓拉到屈服以前的伸长,接合面重新压紧,只要孔的间隙本来就小,连接件不再继续错位。

六角头螺栓这种错位发生在夹紧力下降之后。错位量可以大于光孔间隙,因为靠的是接合面滑动,不是杆身在孔里挪动。测量错位量若已经超过杆与孔的单侧间隙,就不可能只靠杆在孔里歪一下来解释,必须有接合面的滑动。滑动的前提是夹紧力不足。杆又直又长,错位又大于间隙,是轴向屈服以后摩擦失效。

六角头螺栓屈服后若只把螺母再拧紧,已经塑性伸长的杆部刚度还在,但继续加载会更快再次屈服,连接件再次滑动。支承面和下陷不同,这里头下可以没有凹坑,失去的力来自杆的塑性伸长。更换尚未屈服的螺栓,并把装配应力留在弹性范围内,错位停止。不换螺栓只加力矩,长度还会继续增加。

光孔过大时杆被别弯

六角头螺栓光孔间隙过大时,横向力直接作用在杆身上,杆在孔里像一根短梁被别弯。测到的两端距离变大,看起来像被拉长,把螺栓放平能看到弯曲,受挤的一侧有孔壁压出的亮带。接合面的夹紧力有时仍然存在,因为轴向并没有屈服,但横向位置已经靠孔壁而不是靠摩擦来限制,间隙允许的那一段错位无法消除。把孔修复到能托住杆身的尺寸,或使杆身重新贴住孔壁定位,错位量被限制在剩余间隙里。杆如果已经弯了,需要更换,只拧紧螺母不能把弯杆拉直成定位销。

六角头螺栓被别弯时,错位方向与横向力一致,大小不会超过孔的间隙加上杆的弯曲挠度。轴向屈服造成的接合面滑动则可以持续累积,直到其他零件挡住。因此错位是停在一个与间隙相当的量上,还是一次比一次滑得更远,能帮助区分。停在间隙附近且杆是弯的,是别弯。一次比一次远且杆是直的,是夹紧力消失后的滑动。

六角头螺栓只受轴向过载时不会弯曲,只受横向力而夹紧力仍然很高时,接合面不滑,力才落到杆上把杆别弯。所以夹紧力高而仍然错位,应去量孔的间隙,而不是再加大预紧。加大预紧解决的是摩擦不够,解决不了孔已经大到让杆横移。反过来,夹紧力已经掉到零,先换直的螺栓恢复摩擦,不必先把孔改小。

六角头螺栓既被拉屈服又被别弯时,杆既变长又变弯,孔也偏大。应先更换直杆并恢复弹性范围内的夹紧力,看错位是否还超过新的配合间隙。夹紧恢复后错位消失,原先的主因是屈服。夹紧恢复后仍能挪动一个间隙量,再修光孔。先缩孔而旧螺栓已经又长又弯,新孔里装不进弯杆,定位仍然是假的。

六角头螺栓测量时要记录杆是否还直、永久伸长有多少、错位是否大于孔的间隙。杆直、伸长明显、错位可以大于间隙,是轴向屈服后摩擦失效。杆弯、孔壁有侧向亮带、错位停在间隙附近,是光孔过大把杆别弯。两项同时超差,先恢复直杆和夹紧力,再决定孔要不要修。

六角头螺栓变长后杆身仍然是直的、接合面错位可以大于孔间隙,是轴向屈服使夹紧力消失后发生了滑动。杆身变弯、孔壁有侧向挤压、错位停在间隙允许的范围内,是过大的光孔把螺栓别弯,横向定位已经丢失。伸长一个来自拉力屈服,一个来自弯曲。只重新拧紧,既不能消除塑性伸长,也不能填上过大的孔。