6 powodów, dla których śruby stają się luźne (i 5 metod zapobiegania)

Śruby są jednym z najpopularniejszych rodzajów gwintowanych elementów złącznych, służących do łączenia materiałów, zwykle w połączeniu z nakrętką, do tworzą połączenie śrubowe.

Ze względu na ich wszechstronność w łatwej instalacji, regulacji lub nawet usunięciu zgodnie z wymaganiami, nadają się do szerokiego zakresu zastosowań w wielu branżach, w tym motoryzacyjnym, lotniczym i budowlanym.

Jako nietrwałe mocowanie, śruby są również podatne na utratę napięcia wstępnego i samorozluźnienie, szczególnie gdy są poddawane ostrym wibracjom. W tym artykule przyjrzymy się niektórym z głównych powodów, dla których śruby i inne gwintowane elementy złączne stają się luźne i co można zrobić, aby temu zapobiec.

Zanim spojrzymy na niektóre z najlepszych metod zapobiegania, w tym te poparte testami Junkera i liderami branży, ważne jest, aby zrozumieć przyczynę (y) problemu.

Przyczynypoluzowania śrub

Śruby i inne elementy złączne mogą się poluzować z różnych powodów, w tym wstrząsów, wibracji i obciążeń dynamicznych. Jeśli aplikacja śrubowa jest źle zaprojektowana lub nie jest prawidłowo zainstalowana, znacznie bardziej prawdopodobne jest, że się poluzuje.

1) Wibracje

Elementy złączne narażone na wibracje są stopniowo poluzowane ze względu na niewielkie ruchy względne i zmiany obciążenia prowadzące do krótkotrwałych sytuacji beztarcia, w których nakrętka lub śruba się rozwijają.

2) Kolarstwo termiczne

Metale rozszerzają się po podgrzaniu i kurczą się, gdy ostygną. Może to prowadzić do poluzowania połączenia śrubowego, gdy napięcie wstępne zmienia się wraz z długością śruby. Może to spowodować poluzowanie stawu. Można to wykorzystać na swoją korzyść, w przypadku podgrzania zablokowanego łącznika, aby go poluzować.

3) Nadmierne dokręcanie

Ważne jest przestrzeganie specyfikacji momentu obrotowego podczas instalacji, ponieważ nadmierne dokręcenie nakrętek i śrub może uszkodzić gwinty, negatywnie wpływając na wydajność łącznika.

4) Niedostateczne dokręcanie

Śruba musi być wystarczająco dokręcona, aby była skuteczna. Dzieje się tak, ponieważ przyłożone napięcie wstępne przenosi się przez łącznik, aby działać jako siła zacisku. Jeśli śruba nie ma wystarczającego napięcia wstępnego, łącznik obraca się i będzie działał luźno z powodu braku siły zacisku. Accu ma szereg podkładek, które można wykorzystać do zwiększenia obciążenia wstępnego, na przykład podkładki sprężyste i ząbkowane podkładki blokujące .

W zastosowaniach naprężających śruba, która nie jest wystarczająco dokręcona, może spowodować poślizg jednej z zamocowanych powierzchni, co powoduje naprężenie ścinające na śrubę, prawdopodobnie powodując jej pęknięcie.

5) Uszkodzone komponenty

Jeśli łącznik został uszkodzony, pogorszy to jego wydajność. Może to wynikać z błędu instalacji, ponownego użycia starych elementów złącznych, a nawet wady produkcyjnej. Każde uszkodzenie może spowodować fałszywy odczyt momentu obrotowego, powodując, że łącznik jest luźniejszy lub mocniejszy niż jest to pożądane, co prowadzi do wspomnianych wcześniej problemów.

6) Złe warunki instalacji

Brud, smar lub smary mogą wpływać na zdolność łącznika do utrzymania napięcia wstępnego w złączu. Smarowanie w złączu śrubowym może prowadzić do nadmiernego dokręcania i wydłużenia lub uszkodzenia elementu złącznego. Smarowanie zmniejsza moment obrotowy dla danego obciążenia zaciskowego, co oznacza, że znacznie więcej naprężeń można wprowadzić przez łącznik dla danego momentu obrotowego, zwiększając ryzyko awarii.

5 wskazówek, jak zapobiec luźnemu działaniu elementów złącznych

Połączenie dobrego projektu, starannego montażu i stosowania sprawdzonych metod zapobiegawczych pomaga uczynić śrubę bardziej odporną na poluzowanie, szczególnie w odniesieniu do powyższych czynników. Accu posiada szeroką gamę produktów zapobiegawczych, które są używane przez wiodących nazwisk w inżynierii. Poniższe 6 wskazówek pomoże Ci chronić zespoły przed poluzowaniem.

1) Użyj nakrętek blokujących jako części zespołu

Nakrętki blokujące są specjalnie zaprojektowane, aby zapewnić ochronę przed samorozluźnieniem. Nylonowe nakrętki blokującei wszystkie metalowe nakrętki blokująceto dwa najpopularniejsze przykłady niska odporność na wibracje, z opcją premium dostępną w Aerotight Nuts oferującą bardzo skuteczną odporność na poluzowanie po zainstalowaniu.

Zobacz nasz artykuł Nakrętki blokujące , aby dowiedzieć się więcej o różnicach między różnymi typami nakrętek blokujących.

2) Łatki blokujące gwint zapewniają tarcie i ochronę

AccuLock to specjalistyczna mieszanka blokująca gwint firmy Accu, która może być dodawana do gwintów śrub ze stali nierdzewnej i Śruby , które pomagają chronić elementy złączne przed korozją, zatarcia i zmęczenia.

Naszywki blokujące gwint AccuLock są popularną metodą maksymalizacji wydajności zespołów gwintowanych. Klej do blokowania gwintuchemicznie łączy materiały, aby zwiększyć tarcie,które pomaga oprzeć się poluzowaniu i wibracjom. Powszechnym wyborem w przemyśle lotniczym jest zapobieganie zmęczeniu elementów złącznych, aw przemyśle motoryzacyjnym, aby zapobiec samorozluźnieniu i korozji.

Naszywki AccuLock można dodawać do praktycznie każdego elementu złącznego i mogą być używane w połączeniu z opcjami mechanicznymi, takimi jak podkładki antywibracyjne i nakrętki blokujące.

3) Udowodniono, że podkładki Nord-Lock są odporne na wibracje i są wspierane testami Junkera

Specjalistyczne urządzenia antywibracyjne, takie jak podkładki Nord-Lock ,służą do odporności na wibracje i obciążenia dynamiczne. Podkładki te są używane w parach i posiadają krzywek blokujących, które zapewniają unikalny system blokowania klina, który zabezpiecza krytyczne elementy złączne narażone na ekstremalne wibracje lub obciążenia dynamiczne.

W przeciwieństwie do tradycyjnych podkładek antywibracyjnych, które opierają się na tarciu, aby zapobiec poluzowaniu się śrub, podkładki Nord-Lock zabezpieczają współpracujące elementy za pomocą naprężenia.

Naprężenie to osiąga się przez krzywek blokujących się na wewnętrznej stronie pary podkładek mocujących się do siebie, tworząc nachylenie krzywki o większym kącie niż kąt nachylenia gwintu śruby. W wyniku tego ustawienia napięcie tworzy efekt klinowy pod łbem śruby, co zapobiega luźnemu obracaniu się nakrętki.

Podkładki Nord-Lock mogą być używane ze śrubami i śrubami o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, takich jak nasze śruby z łbem walcowym klasy 12.9.

Aby udowodnić skuteczność tej specjalistycznej podkładki blokującej klina jako metody zapobiegania luźnej pracy śrub, Grupa Nord-Lock przeprowadziła test Junkera, zgodnie z DIN 65151, co widać na poniższym filmie.

4) Używaj łączników z ząbkowanymi głowicami, gdy podkładki są nieodpowiednie

Ząbkowane śruby z kołnierzem sześciokątnymi Ząbkowane śruby z łbem walcowym mają ząbki pod głową, które wbijają się w powierzchnię, aby zwiększyć tarcie. Te elementy mocujące pomagają zapewnić dodatkową przyczepność do powierzchni zespołu i zmniejszyć ryzyko poluzowania. Ząbkowane śruby i wkręty są często używane w zastosowaniach, w których podkładki są nieodpowiednie.

5) Użyj mechanicznych metod blokowania

Mechaniczne blokowanie łącznika zapewnia zabezpieczenie przed poluzowaniem, poprzez umieszczenie mechanicznej bariery na drodze cofania się łącznika.

W przypadku wierconego elementu mocującego, takiego jak śruby kabestanu , można użyć drutu blokującego, aby zapewnić szczelność łącznika i nie może być usunięte nieumyślnie. Jest to powszechne w zastosowaniach sportów motorowych.

W zastosowaniach zawieszenia samochodowego, kołek dzielony jest często używany w połączeniu z Nakrętka koronowazapewniająca, że krytyczne zespoły nie działają luźno pod wpływem wibracji.

Inną opcją są podkładki kart , które mogą być używane obok Podkładki Belleville, rodzaj stożkowej podkładki sprężynowej zaprojektowanej jako sprężyna do napięcia wstępnego, aby skutecznie powstrzymać poluzowanie śrub.

Przyczyny wibracji i poluzowania

Więcej informacji na temat tego, dlaczego poluzowanie wibracyjne jest istotnym czynnikiem w przypadku konstrukcji i zespołów, zapoznaj się z naszym artykułem na temat elementów złącznych i wibracji.