Болт — это: «не ослабевает и не ломается, а как только ослабеет — ломается»?

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано wx_Catherine_Mi 8.07.2020 в 11:24. Пост скопирован с страницы WeChat «Люди, работающие с сосудами под давлением» (в случае нарушения авторских прав — удалить). Мы рады, если все примут участие в обсуждении следующего утверждения! Как правило, мы анализируем причины поломки болтов с учетом следующих четырех факторов: во-первых, качество болта; во-вторых, момент затяжки болта; в-третьих, прочность болта; в-четвертых, усталостная прочность болта. На самом деле в подавляющем большинстве случаев болты ломаются из-за ослабления их затяжки, то есть из-за того, что они становятся слишком слабыми. Поскольку ситуации, когда болты ослабевают и разрываются, во многом схожи с ситуациями, связанными с усталостным разрушением, в конечном итоге мы всегда можем найти причину в показателях усталостной прочности. На самом деле усталостная прочность настолько велика, что её трудно даже представить; при использовании болтов показатели усталостной прочности вообще не играют никакой роли. 1. Поломка болта не обусловлена прочностью на растяжение: в качестве примера можно привести высокопрочный болт класса 8.8 размером M20×80. Его вес составляет всего 0,2 кг, в то время как минимальная нагрузка, которую он может выдержать, равна 20 тоннам — это в сто тысяч раз больше его собственного веса. Обычно его используют для крепления деталей весом 20 кг, то есть используется лишь одна тысячная от его максимальной прочности. Даже под действием других сил в устройстве невозможно превысить значение, равное тысяче времени собственного веса детали; поэтому прочность на растяжение болтовых соединений является достаточной, и они не могут повредиться из-за недостаточной прочности болтов. II. Повреждение болтов не происходит из-за их усталостной прочности: при испытаниях на расслабление в поперечном направлении болты расслабляются уже после ста циклов, тогда как при испытаниях на усталостную прочность им требуется миллион циклов вибрации. Другими словами, резьбовые крепежные элементы ослабевают уже при использовании всего одной десятитысячной их предела усталостной прочности; мы используем лишь одну десятитысячную от их полной прочности. Следовательно, ослабление резьбовых крепежных элементов также не связано с усталостной прочностью болтов. III. Настоящая причина повреждения резьбовых крепежных элементов — их ослабление: при ослаблении резьбовых крепежных элементов возникает огромная кинетическая энергия mv2. Эта энергия оказывает прямое воздействие на сами крепежные элементы и оборудование, что приводит к их повреждению. После повреждения крепежных элементов оборудование не может работать в нормальном режиме, что в свою очередь приводит к его дальнейшему повреждению. У крепежных элементов, на которые действует осевая нагрузка, повреждаются резьбы, а болты ломаются. У крепежных элементов, подвергаемых радиальным силам, болты ломаются, а отверстия для болтов становятся эллиптическими. IV. Основным решением проблемы является использование методов фиксации резьбы с высокой эффективностью против ослабления крепления: в качестве примера можно привести гидравлический молот. Вес гидравлического молота GT80 составляет 1,663 тонны. Для крепления боковых панелей используется 7 комплектов болтов класса 10.9 размером M42; прочность каждого болта на растяжение составляет 110 тонн. Нагрузка на затягивание болтов рассчитывается как половина от их прочности на растяжение; таким образом, нагрузка на затягивание может достигать трех-четырех сотен тонн. Но болты тоже могут сломаться, сейчас планируем заменить их на болты M48 — коренная причина в том, что проблему предотвращения ослабления болтов невозможно решить. При поломке болтов самым логичным выводом является недостаточная прочность. Поэтому обычно применяют метод увеличения диаметра болтов и повышения их класса прочности. Этот метод позволяет увеличить предварительное затягивание болтов; также повышается сила трения, что, конечно же, способствует улучшению защиты от ослабления крепления. Однако это не профессиональный метод – его применение сопряжено с большими затратами при незначительной выгоде. В общем, болт — это такой элемент: «не ослабевает и не ломается, а как только ослабеет — сразу ломается». ”