Разбиране на механичното разхлабване
Определение: Какво е механично разхлабване?
Механично разхлабване е прогресивната загуба на сила на затягане, напрежение от пресоване или структурна твърдост в правилно сглобени механични връзки с течение на времето поради работните условия, вибрация, термично циклиране, отпускане на материала или износване. За разлика от първоначалните разхлабеност В резултат на неправилен монтаж, механичното разхлабване описва постепенното влошаване на състоянието на връзките, които първоначално са били правилно монтирани и затегнати.
Този прогресивен процес е сериозен проблем за надеждността, тъй като се развива бавно в продължение на месеци или години работа, често оставайки незабелязан, докато вибрациите не се увеличат драстично или крепежните елементи не се повредят напълно. Разбирането на механизмите на разхлабване позволява прилагането на превантивни мерки и протоколи за проверка за откриване и коригиране на разхлабването, преди то да причини повреда на оборудването.
Механизми на механично разхлабване
1. Разхлабване, предизвикано от вибрации
Най-често срещаният механизъм във въртящите се машини:
Разхлабване на крепежни елементи
- Механизъм: Вибрацията причинява микроскопично приплъзване на резбовите интерфейси
- Процес: Всеки вибрационен цикъл позволява леко завъртане на гайката/болта
- Натрупване: Хиляди цикли постепенно развиват крепежния елемент
- Критични фактори: Амплитуда на вибрациите, честота, предварително натягане на болта, коефициент на триене
- Праг: Амплитуди на вибрациите > 0,5-1,0 g могат да причинят разхлабване с течение на времето
Саморазхлабваща се спирала
- Първоначалната вибрация причинява леко разхлабване
- Разхлабеността увеличава вибрациите (нелинейни ефекти)
- Повишената вибрация ускорява по-нататъшното разхлабване
- Положителната обратна връзка може да доведе до бързо влошаване
2. Термична релаксация
Температурните ефекти причиняват загуба на сила на затягане:
Диференциално разширение
- Болтовите и затегнатите части имат различни коефициенти на термично разширение или температури
- Нагряването причинява разширение, което може да намали опъването на болтовете
- Циклите на охлаждане/нагряване причиняват променливо напрежение (термично трептене)
- Трайно удължение на болта от пълзене при повишени температури
Комплект за компресия на уплътнения/уплътнения
- Уплътнителните материали се компресират под натоварване и температура
- Постоянното компресиране намалява захванатата височина
- Напрежението на болта намалява с утаяването на съединението
- Изисква периодично затягане
3. Вграждане и утаяване на материала
- Смачкване на грапавостта на повърхността: Микроскопичните пикове на свързващите повърхности се свиват под натоварване
- Първоначално уреждане: Компонентите се сглобяват в първите часове/дни от експлоатацията
- Трайна деформация: Лека пластична деформация в точки на високо напрежение
- Ефект: Дебелината на съединението намалява леко, намалявайки предварителното натоварване на болтовете
4. Изтриване и износване
- Микроскопично относително движение на повърхностите (фретинг)
- Материал, отстранен от контактните повърхности
- Разстоянията се увеличават с времето
- Особено при пресовани сглобки и шпонкови съединения
5. Корозия и химическа атака
- Корозията на крепежните елементи намалява напречното сечение и якостта
- Повдигането на ръждата може първоначално да увеличи напрежението, а след това да доведе до повреда
- Корозията на резбата предотвратява повторното затягане
- Галванична корозия между различни метали
6. Умора
- Променливите напрежения от вибрации причиняват умора на болтовете
- Образуват се пукнатини, които в крайна сметка водят до повреда на крепежните елементи
- Особено проблематично в среда с високи вибрации
- Може да се случи, дори ако болтът не се разхлабва видимо
Откриване на прогресивно разхлабване
Тенденции във вибрациите
- Постепенно увеличаване на общите нива на вибрации в продължение на месеци/години
- Поява и растеж на хармоничните компоненти
- Нарастващо фазово разсейване при измервания
- Промени от линеен към нелинеен вибрационен отговор
Периодични проверки на въртящия момент на болтовете
- Годишна или полугодишна проверка на въртящия момент
- Документиране и тенденции в стойностите на въртящия момент
- Релаксация на въртящия момент > 20% показва значително разхлабване
- Идентифицирайте модели (кои болтове се разхлабват първи/най-много)
Физическа проверка
- Търсете следи от свидетели, показващи движение
- Проверете за износване на боята по фугите
- Наблюдавайте за следи от ръжда (което показва движение при наличие на влага)
- Търсете остатъци от трене (черен или червеникав прах по повърхностите)
Стратегии за превенция
Проектни мерки
- Подходящ размер на закопчалката: По-големите болтове са по-устойчиви на вибрации и се разхлабват по-добре
- Множество крепежни елементи: Разпределете натоварванията и осигурете резервиране
- Правилно захващане на резбата: Минимално захващане с диаметър на болта 1×
- Оптимизация на твърдостта: Намалете вибрациите при източника им
Практики за сглобяване
Правилно прилагане на въртящия момент
- Използвайте калибрирани динамометрични ключове
- Следвайте указаната последователност на затягане (звездообразен модел и др.)
- Многоходово затягане за критични съединения
- Проверете крайния въртящ момент на всички крепежни елементи
Методи за заключване
- Уплътнители за резби: Анаеробни лепила (Loctite и др.), предотвратяващи въртенето
- Заключващи шайби: Разделени шайби, звездовидни шайби, назъбени шайби (ефективността е обект на дискусии)
- Заключващи гайки: Найлонови вложки, деформирани резби, закрепване
- Предпазен кабел: Положително заключване за критични крепежни елементи
- Заключващи плочи/езичета: Функции за механично заключване
Избор на материал
- Използвайте подходящи класове крепежни елементи (клас 8.8, 10.9 за високи натоварвания)
- Устойчиви на корозия материали за тежки условия
- Помислете за покрития за подобрени характеристики на триене
Оперативни практики
- Повторно затягане след първоначално разработване: Затегнете отново след първите 24-48 часа работа
- Периодична проверка: Проверявайте въртящия момент по график (минимум годишно, тримесечно за критично оборудване)
- Контрол на вибрациите: Поддържайте добро баланс и подравняване за минимизиране на силите на разхлабване
- Документация: Записване на стойности на въртящия момент и данни за тенденциите
Когато разхлабването показва по-дълбоки проблеми
Повтарящото се разхлабване може да показва наличието на основни проблеми:
- Прекомерна вибрация: Дисбаланс, несъосност или резонанс, причиняващи силни вибрации, които нарушават нормалното закрепване
- Неадекватен дизайн: Крепежни елементи с малък размер или недостатъчни размери за товари
- Термични проблеми: Екстремни температурни цикли или градиенти
- Корозия: Агресивна среда, атакуваща крепежни елементи
- Умора: Променливи натоварвания, превишаващи границата на издръжливост на крепежните елементи
В тези случаи, справянето само с разхлабването (повторното затягане) осигурява временно облекчение. За трайно решение трябва да се установи и отстрани основната причина.
Механичното разхлабване е коварен процес, който с течение на времето превръща правилно сглобените машини във вибриращо и ненадеждно оборудване. Проактивното наблюдение чрез проследяване на вибрациите и периодични физически проверки, съчетано с правилни практики за сглобяване и методи за заключване, предотвратява разхлабването да компрометира надеждността и безопасността на оборудването.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 