Uvolňování závitových spojů: příčiny a kontrolní opatření — OOO Alukom

Reg.: 28.02.2005
Témata/zprávy: 3 / 266
Od: Moskva “SVAO” 8-926-226-12-93
Věk: 50
Vůz: UAZ 31512 Land Rover 88-3 (Vedrover) Jeep Cherokee/XJ, motor 4L, manuální převodovka.

Ford “Bronco 2” prosím odpusťte. zahraniční skládka přítelkyně!

Jel jsem s kamarádkou, zdálo se mi, že slyším nějaké vibrace, řekl jsem jí, zastavila auto, vystoupili jsme – matice byly hodně uvolněné. Zvedl jsem se.
Po 400 metrech znovu. vyšel znovu, opět volně utažený!

Teď vyjde ven a celou dobu se zvedá. aspoň když z toho jedu

Tohle všechno je nějak zvláštní! Nerozumím tomu, proč. svorníky byly nahrazeny novými maticemi. o co jde, není jasné.

Předtím jsme ztratili kolo na stejné straně dvakrát během prvního týdne po koupi auta! . Vyměnil jsem čepy a matice, prohodil kola, ale problém zůstal stejný.
:rotovat:х

Štěstí miluje připravené! http://laboratory4x4.ru/

Jméno: Kirill
Reg.: 18.04.2005
Témata/zprávy: 3 / 3076
Od: Moskva, Tushino
Věk: 41
Auta: Měl 3 Nivy, 3 ShNiva (včetně FAM), Sportage 1, nyní třetí Patrol 2016

Totéž se dělo, dokud jsem to pevně neutáhl pomocí klíče, ale pak jsem při vyšroubování zlomil jeden kolík.

Někdo mi řekl, že k takovému svinstvu dochází, když je dosedací plocha disku křivá.

Pancíř je silný a naše tanky rychlé a alkohol se lije do kanystrů.

Reg.: 09.12.2004
Témata/zprávy: 15 / 2224
Od: Moskva tel. 89161726159 IvanSanych.
Věk: 53
Auto: TLC 80 4.2 D, VW passat B3 varianta TD 1.9/ Co zbylo z navijáku VAZ 2121/87″ z roku 29, šnorchl, lehký domácí tuning.

UAZy mají tento problém s poloosami – uvolňují se čepy! IMHO jsou styčné plochy určitě křivé. Buď deník nebo disk!

Původní technický vývoj.
http://www.tracktourist.ru/

Reg.: 28.02.2005
Témata/zprávy: 3 / 266
Od: Moskva “SVAO” 8-926-226-12-93
Věk: 50
Vůz: UAZ 31512 Land Rover 88-3 (Vedrover) Jeep Cherokee/XJ, motor 4L, manuální převodovka.

PETROLEJ tak tohle je přední kolo. právo. je tam rozbočovač.

vše se zdá normální. nejsou tam žádné údery :(..ani vibrace

Štěstí miluje připravené! http://laboratory4x4.ru/

Reg.: 09.12.2004
Témata/zprávy: 15 / 2224
Od: Moskva tel. 89161726159 IvanSanych.
Věk: 53
Auto: TLC 80 4.2 D, VW passat B3 varianta TD 1.9/ Co zbylo z navijáku VAZ 2121/87″ z roku 29, šnorchl, lehký domácí tuning.

zázraky se nedějí. Jelikož se jedná o náboj, znamená to kolové čepy s dvojitým závitem. To znamená, že opět vše spočívá na dosedacích plochách buď disku nebo náboje nebo kuželů matic.

Původní technický vývoj.
http://www.tracktourist.ru/

Jméno: Alexey
Reg.: 12.12.2004
Témata/zprávy: 4 / 1551
Od: Moskva
Věk: 43
Vůz: 21213, 97; TLC105

Dokud se to nevyjasní, neřídil bych auto. Velmi těhotná. Měl jsem případ: Jel jsem na jednu motocyklovou akci, abych pomohl posoudit. Obecně mi buď úmyslně nebo omylem povolili matice na levém zadním kole (vedle byla zaparkovaná Niva přesně jako ta moje). Vracím se po moskevském okruhu, cítím, že auto začalo reagovat na volant pozdě (rychlost 120+ km/h), začínám opatrně brzdit, řadím se do pravého pruhu, abych zastavil a vyjasnil si problém. V tuto chvíli se ozve prudká rána a auto se otočí bokem. Nějak to stabilizuji pohybem volantu vzad a po 100-150 metrech zastavuji na seřízeném brzdovém bubnu. Když jsem odšroubovával matici ze zbývajících kol a montoval rezervní pneumatiku, málem jsem dostal dvakrát ránu (druhá řada, v neděli večer, když jsem ji montoval, jedna hodná duše mi přinesla kolo (nebyl líný to odříznout asi 300 metrů). Poté mám 6. června druhé narozeniny. NEVRTEJTE S KOLEČKY.

1920 cm², MPSZ-II, ComeUp 6000s, KYB UltraSR, 95 Ah, Berkut R20, zdvih, GP 4,3, Cooper STT PRO 31×10,5, SRPM: VR 6 kg, RZM: tuhý

Reg.: 24.01.2006
Témata/zprávy: 1 / 865
Od: Saransk
Věk: 51
Auto: 21214-20 2005, UAZ-31512 91.

Trochu VYPNUTO. Incident ve venkovské garáži.
Jeden nepříliš vyspělý, i když postarší řidič byl vyčerpán utahováním pouzder na zadních nábojích GAZ-53. Přestal se všemi mluvit. Nikdo neví, jak vyhrát.
Tady jeden chlap říká:
— Dejte 100 gramů a já vás to naučím.
Není co dělat. Dostal zaplaceno.
– Sůl rozpusťte ve vodě a postříkejte ji touto tekutinou. Nikdy se neodvrátí.
O měsíc později muži praskla pneumatika. Obecně se poradce týden skrýval. Svorníky byly řezány svařováním
(c) Příběh z jedné garáže JZD v Mordvinii.

Hlavní výhodou závitových spojovacích prvků je, že je lze sejmout a znovu použít. Tato jejich vlastnost je však také zdrojem vážných problémů jak strojů, tak stavebních kovových konstrukcí. Tento problém spočívá v neúmyslném a samovolném uvolnění (samovyšroubování) závitového spoje – šroubu, šroubu nebo svorníku.

Mechanismy uvolňování závitových spojů

Šroubový spoj s řízeným tahem

U většiny závitových spojovacích prvků je pevnosti spoje dosaženo vytvořením velkého upínacího zatížení v něm. Toto svěrné zatížení vzniká řízeným utahováním šroubového spoje.

Uvolnění závitového spoje je následnou ztrátou části tohoto upínacího zatížení. K tomu může dojít ze dvou důvodů:

• Rotační uvolnění, často označované jako back-off, nastává, když se spojovací prvek, jako je matice, otáčí vzhledem ke šroubu pod vnějším zatížením, což má za následek snížení upínací síly ve spoji.
• K nerotačnímu uvolnění dochází, když nedochází k relativnímu pohybu mezi vnitřním a vnějším závitem, ale k uvolnění závitového spojení přesto dochází.

Nerotační mechanismus pro uvolnění matic

K nerotačnímu uvolnění závitového spoje může dojít v důsledku deformace samotného závitového spojovacího prvku nebo spoje jako celku. K tomu může dojít v důsledku lokální plastické deformace na dosedacích plochách šroubového nebo šroubového spoje.

Zvětšená kontaktní plocha s nerovnými kontaktními plochami

Když se dva nosné povrchy, jako jsou díly a hlavy šroubů, dostanou do vzájemného kontaktu, jsou nepravidelnosti na obou površích vystaveny značnému namáhání. Protože skutečná kontaktní plocha může být výrazně menší než její zdánlivá plocha, vznikají na těchto nepravidelnostech velmi velká lokální napětí. Velikost těchto napětí je i při velmi mírném zatížení vyšší než mez kluzu materiálů ve šroubovém spoji.

To má za následek, že povrch částečně sedá ihned po dokončení šroubování. Tento jev se nazývá „embedding“. Podíl upínací síly, která se ztratí v důsledku sedání, závisí na:

• tuhost šroubu a samotného spojení,
• počet povrchů, které se účastní spojení,
• drsnost povrchu a úroveň napětí působícího ve spoji.

Při mírném zatížení má počáteční sedání spoje typicky za následek ztrátu upínací síly ve šroubovém spoji o 1 až 5 % během prvních sekund po utažení šroubového spoje. Při následném dynamickém zatížení tohoto spoje vnějšími zatíženími dochází v důsledku tlaků, kterým jsou jeho povrchy vystaveny, k dalšímu sedání spoje.

Uvolnění závitového spoje v důsledku sedání je problematické zejména u spojů, které sestávají z několika tenkostěnných prvků a mají malou celkovou tloušťku spoje.

Teorie uvolňování šroubového spoje

V současné době je uznávanou teorií samovolného uvolňování závitových spojovacích prvků Junkerova teorie (1969). Byl vyvinut na základě výsledků šroubových testů na zkušebním stroji Junker.

Příčný pohyb v šroubovém spoji

Hlavní ustanovení Junckerovy teorie:

• Dobře utažený šroubový spoj se uvolní v důsledku odšroubování matice, pokud dojde k relativnímu pohybu mezi závity šroubu a matice a mezi přilehlými plochami matice a upnutým materiálem.
• Příčné dynamické zatížení vytváří mnohem závažnější podmínky pro samovolné uvolnění než dynamické axiální zatížení.
• Radiální posuvy při axiálním zatížení jsou výrazně menší než ty, které vznikají od příčných zatížení (obrázek 4).
• Nejčastější příčinou uvolnění šroubových spojů nejsou vibrace, jak se často soudí, ale pohyb ve spoji, zejména příčné prokluzování závitů šroubů a dosedacích ploch.
• Je-li na šroub aplikováno dostatečné axiální zatížení, aby se zabránilo bočnímu pohybu ve spoji, nejsou vyžadována žádná zajišťovací zařízení, protože tření bude držet části spoje pohromadě.

V případech, kdy se nelze vyhnout prokluzu ve spoji, například ve spojích pro kompenzaci tepelné roztažnosti, je nutné použít speciální opatření a zařízení pro zajištění závitového spoje, například v případě šroubového spoje zajištění matic.

Uzamykací vlastnosti šroubů

Hlava příruby

Širší hlava šroubu, nazývaná přírubová hlava, poskytuje větší tření mezi hlavou a povrchem součásti nebo konstrukčního prvku. Tím se snižuje plošný tlak na nosné plochy a tím se snižuje sesedání spoje.

Vlnitá hlava

Vroubkování na nosné ploše hlavové příruby slouží jako zajišťovací funkce. Při utahování šroubu se rýhovaná žebra zarývají do povrchu konstrukčního prvku a poskytují zajišťovací efekt. Poškození povrchu dílu, zejména lakovaného, ​​může být v některých případech překážkou použití.

Pokud je u šroubového spoje použit šroub s ozubením, musí být také matice v něm ozubená [3] (obrázek 5). To je nezbytné pro zajištění vysokého tření na všech plochách spoje. U šroubového spojení s rýhovaným šroubem a rýhovanou maticí se podložky nepoužívají.

Zajišťovací vlastnosti matic

V průmyslu se používá několik desítek různých typů pojistných prvků – pojistných matic. Všechny mají společný princip – zaseknout závity matice na závity šroubu. Toho je dosaženo různými metodami: mechanickými nebo chemickými. Mechanické metody zahrnují pojistné matice s deformovanými závity, nylonové a ocelové pojistné vložky. Chemické metody jsou založeny na zvýšení tření mezi závity jejich ucpáním zavedením speciálních chemických sloučenin, například dobře známých sloučenin, jako je Locktite.

Uzamykací vlastnosti podložek

Podložky jsou klasifikovány jako spojovací prvky, protože pomáhají zajistit pevnost a spolehlivost spojů. Nesprávné použití podložek může mít za následek snížení pevnosti spojení nebo zvýšené riziko uvolnění spojení.

Ploché podložky

Při správném výběru mohou ploché podložky pomoci snížit povrchový tlak na měkké materiály a minimalizovat ztrátu pevnosti v tlaku v důsledku průhybu. Dosedací plocha podložky je obvykle větší než dosedací plocha šroubu nebo matice.

Větší průměr kontaktní plochy poskytuje větší třecí odpor. Proto se při utahování šroubového spoje vždy otáčí vzhledem k podložce hlava šroubu. Bude tedy chránit slabší materiál a tím snížit riziko zeslabení spoje při působení vnějších sil.

V závislosti na použité třídě pevnosti šroubu se volí třída pevnosti podložky. Volba nesprávné tvrdosti podložky může vést ke zvýšenému riziku uvolnění spoje nebo pokud je materiál příliš měkký na to, aby podpíral hlavu šroubu bez usazení [2].

Pružinové podložky

Obecně se má za to, že pružné podložky snižují riziko rotačního uvolnění šroubového nebo šroubového spoje. Hlavním účelem této pružné podložky je snížit ztrátu upínací síly, ke které dochází v důsledku sesedání šroubového spoje. Při správném použití této podložky se tedy sníží riziko vyšroubování při dynamickém zatížení.

Tyto podložky jsou však často příliš zesílené, a proto vedou k vyššímu riziku zeslabení spoje v důsledku sedání a/nebo dynamického zatížení [2]. Pružné podložky musí mít pevnost, která je dostatečná, aby vydržela upínací sílu šroubů třídy 5.8, když jsou utaženy na plnou sílu. Při práci s takovými šrouby snižují pružné podložky ztrátu upínací síly a tím snižují riziko uvolnění šroubového spoje vlivem dynamických sil. Kromě toho okraje pružné podložky vytvářejí mechanický záběr s relativně měkkým povrchem, což poskytuje další zajišťovací efekt.

Účinnost pružných podložek je velmi nízká při použití s ​​tepelně zpracovanými spojovacími prvky třídy 8.8 a vyšší. Síla pružiny podložky je v tomto případě příliš malá a hrany podložky se nemohou zaříznout do tvrdého povrchu šroubu nebo matice. Pokud jsou pružné podložky použity s vysoce pevnými spojovacími prvky, ve skutečnosti představují zvýšené riziko pro spolehlivost spojení, protože se mohou při vysokém zatížení rozdělit a zlomit.

Podložky Grover pro příčné vibrace

Testování šroubů na Junkerově stroji:
„šroub s pojistnou podložkou“ a „šroub bez podložky“

Obrázek ukazuje výsledky vibračních testů na stroji Junker šroubových spojů M10 s a bez podložky Grover. Amplituda vibrací byla ±0,5 mm [1].

Výsledky testů ukázaly, že instalace pružné podložky pod hlavu šroubu může způsobit její rychlejší povolení než šroub bez takové podložky [1]. Podobný názor na účinnost pružných podložek v zajišťovacích šroubech a maticích je vyjádřen ve známém NASA upevňovacím manuálu [3].

Jiné pojistné podložky

Poppet

a – hladký,
b – vlnité

Ozubený

a – hladký,
b – vlnité

Aplikace pojistných matic

Tyto matice se obvykle vzájemně zamykají. Stále se diskutuje o tom, která matice by měla být na dně, zda tlustá nebo tenká [3].

Existuje však názor, že tento typ zamykání je příliš nepředvídatelný, než aby byl spolehlivý [3]. Pokud je vnitřní matice utažena více než vnější matice, dojde k jejímu “prosakování” dříve, než bude vnější matice utažena na své plné zatížení.

Na druhou stranu, pokud je vnější matice utažena více než vnitřní matice, vnitřní matice se odlehčí. V tomto případě začne vnější matice „prosakovat“ dříve, než vnitřní matice dosáhne svého plného zatížení.

To znamená, že je velmi obtížné dosáhnout správného utažení každé z těchto dvou matic. Proto se má za to, [3] že samojistné matice jsou mnohem praktičtější volbou pro zajištění než matice a kontramatice. Avšak například v případech, kdy šroubový spoj nenese axiální zatížení, může být použití pojistné matice zcela oprávněné.

STO NOSTROY 2.10.76-2012 o zajištění závitových spojů

STO NOSTROY 2.10.76-2012 „Šroubové spoje“ [4] používají různé přístupy k uzamykání různých typů spojů. To je obecně v souladu s Junckerovým přístupem.

Tři hlavní typy šroubových spojů

1. Třecí (smykové) spoje
   V těchto spojích jsou smykové síly absorbovány třecími silami působícími na styčné plochy spojovaných prvků v důsledku napínání šroubů návrhovou silou.
2. Smykové spoje
   V těchto spojích jsou smykové síly absorbovány odolností ve smyku šroubů a odolností proti drcení spojovaných prvků.
3. Třecí smykové spoje
   Tato spojení berou v úvahu jak odolnost šroubů proti střihu, tak odolnost spojovaných prvků proti drcení a tření.

Třecí spoje jsou spoje s řízeným tahem na vysokopevnostních šroubech, zatímco smykové a třecí smykové spoje jsou spoje s nekontrolovaným tahem.

Požadavky na uzamykatelné spoje

Pro třecí spojení je každý šroub (vysoká pevnost) instalován ve spojení se dvěma kruhovými podložkami (jedna je umístěna pod hlavou šroubu, druhá pod maticí). Vysokopevnostní šrouby se zvětšenou hlavou pod klíčem, s rozdílem jmenovitých průměrů otvorů a šroubů do 4 mm, lze instalovat s jednou podložkou pod otočný prvek (matici nebo hlavu šroubu). Nepřijímají se žádná další opatření k zajištění matic. Zvláštní pozornost je věnována přípravě kontaktních dosedacích ploch šroubů, matic a podložek pro zajištění vysokých třecích sil na ně.

Ve smykových spojích je přípustné instalovat pod matici dvě ploché podložky. Je přípustné neinstalovat pod hlavu šroubu podložku. Aby se zabránilo uvolnění matic, jsou dodatečně zajištěny instalací speciálních podložek nebo pojistných matic. Konkrétní typy podložek však nejsou specifikovány. U šroubů pracujících v tahu se doporučuje zajistit matice výhradně instalací pojistných matic.

U konstrukcí, které přenášejí statické zatížení, nemusí být matice šroubů utažené na sílu 50–70 % minimální pevnosti šroubu v tahu nutné dodatečně zajišťovat. V tomto případě by závity šroubů neměly dopadat na rovinu řezu.