了解机械松动
定义：什么是机械松动？
机械松动 是指由于操作条件的影响，在正确组装的机械连接中，随着时间推移，夹紧力、过盈配合张力或结构刚度逐渐丧失的现象。, 振动, 热循环、材料松弛或磨损。与初始状态不同。 松弛 由于装配不当，机械松动是指最初正确安装和拧紧的连接件逐渐劣化的过程。.
这种渐进过程是一个重大的可靠性问题，因为它会在数月甚至数年的运行过程中缓慢发展，往往难以察觉，直到振动急剧增加或紧固件完全失效。了解松动机制有助于实施预防措施和检查规程，以便在松动造成设备损坏之前发现并纠正松动。.
机械松动机制
1. 振动引起的松动
旋转机械中最常见的机构：
紧固件松动
- 机制： 振动导致螺纹界面处出现微观滑移。
- 过程： 每次振动周期都允许螺母/螺栓发生轻微旋转。
- 积累： 数千次的循环逐渐松开了紧固件
- 关键因素： 振动幅度、频率、螺栓预紧力、摩擦系数
- 临界点： 振动幅度大于 0.5-1.0 g 会导致部件随着时间的推移而松动。
自松螺旋
- 初始振动会导致轻微松动。
- 松弛会增加振动（非线性效应）
- 振动加剧会加速松动。
- 正反馈会导致迅速恶化
2. 热弛豫
温度变化会导致夹紧力下降：
微分展开
- 螺栓和夹紧部件的热膨胀系数或温度不同
- 加热会导致膨胀，从而降低螺栓张力。
- 冷却/加热循环会导致交变应力（热棘轮效应）
- 高温下蠕变引起的螺栓永久伸长
垫片/密封压缩套件
- 垫片材料在载荷和温度下会压缩
- 永久压缩会降低夹紧高度
- 随着接头沉降，螺栓张力会降低。
- 需要定期重新拧紧
3. 材料嵌入和沉降
- 表面粗糙度破碎： 在载荷作用下，配合面上的微观凸起会被压缩。
- 初始结算： 各部件在运行的最初几小时/几天内相互啮合。
- 永久变形： 高应力点处出现轻微塑性变形
- 影响： 接头厚度略有减小，导致螺栓预紧力降低。
4. 摩擦和磨损
- 界面处的微观相对运动（微动）
- 从接触面上去除的材料
- 随着时间的推移，清关工作量会增加。
- 尤其是在压入配合和键槽连接处。
5. 腐蚀和化学侵蚀
- 紧固件腐蚀会降低横截面积和强度。
- 锈蚀顶升初期可能增加张力，但随后会导致失效。
- 螺纹腐蚀导致无法重新拧紧
- 异种金属间的电偶腐蚀
6. 疲劳
- 振动引起的交变应力会导致螺栓疲劳
- 裂纹逐渐发展，最终导致紧固件失效
- 在高振动环境中尤其成问题
- 即使螺栓没有明显松动，也可能发生这种情况
检测渐进性松动
振动趋势
- 整体振动水平在数月/数年内逐渐增加
- 谐波分量的出现和增长
- 测量中相位散射增加
- 从线性振动响应到非线性振动响应的转变
定期检查螺栓扭矩
- 年度或半年一次的扭矩验证
- 记录并分析扭矩值
- 扭矩松弛度 > 20% 表示明显松动
- 找出规律（哪些螺栓最先/最容易松动）
实物检查
- 寻找表明移动痕迹的目击标志。
- 检查接缝处的油漆磨损情况。
- 观察是否有锈迹（表明在潮湿环境下发生过移动）
- 检查是否存在摩擦碎屑（界面处的黑色或红色粉末）
预防策略
设计措施
- 合适的紧固件尺寸： 较大的螺栓更能抵抗振动引起的松动。
- 多个紧固件： 分散负载并提供冗余
- 正确的螺纹啮合： 最小啮合长度为螺栓直径的 1 倍
- 刚度优化： 从源头减少振动
集会实践
正确扭矩施加
- 使用经过校准的扭矩扳手
- 按照规定的拧紧顺序（星形等）进行拧紧。
- 关键接头采用多道紧固工序
- 检查所有紧固件的最终扭矩。
锁定方法
- 螺纹锁固剂： 厌氧粘合剂（乐泰等）可防止旋转
- 锁紧垫圈： 分体垫圈、星形垫圈、锯齿垫圈（有效性尚存争议）
- 锁紧螺母： 尼龙嵌件、变形的螺纹、铆接
- 安全线： 关键紧固件的正向锁定
- 锁紧片/卡扣： 机械锁定功能
材料选择
- 使用合适的紧固件等级（高载荷时使用 8.8 级或 10.9 级）
- 适用于恶劣环境的耐腐蚀材料
- 考虑采用涂层来改善摩擦特性
操作规范
- 初始磨合后重新拧紧扭矩： 运行24-48小时后重新拧紧
- 定期核查： 按计划检查扭矩（至少每年一次，关键设备每季度一次）
- 振动控制： 保持良好 平衡 和 结盟 尽量减少松动力
- 文档： 记录扭矩值和趋势数据
松动往往预示着更深层次的问题
反复出现的松动可能表明存在潜在问题：
- 过度振动： 不平衡、错位或共振会导致剧烈振动，从而破坏正常的紧固作用。
- 设计不足： 紧固件尺寸过小或不足以承受载荷。
- 散热问题： 极端温度循环或梯度
- 腐蚀： 恶劣环境侵蚀紧固件
- 疲劳： 交变载荷超过紧固件的疲劳极限
在这种情况下，仅仅解决松动问题（重新拧紧）只能暂时缓解症状。必须找出根本原因并加以纠正，才能彻底解决问题。.
机械松动是一个隐蔽的过程，它会随着时间的推移，使原本组装良好的机械设备逐渐变成振动频繁、不可靠的设备。通过振动趋势分析和定期物理检查进行主动监测，并结合正确的装配规范和锁定方法，可以防止松动损害设备的可靠性和安全性。.
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