螺栓断裂原因的分析（和大家分享一下）

karlmayerdesign

    今天看到一篇讲螺栓断裂的文章，拿出来和大家分享一下，也请社区里面的专业的大侠们鉴证以下此文是否有不合理之处。
( `+ B: C4 |( j6 Y7 l   

一般情况下，我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析：

第一、螺栓的质量
2 q8 X" u0 _9 a- Y( V第二、螺栓的预紧力矩
第三、螺栓的强度
第四、螺栓的疲劳强度
  实际上，螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的，是由于松动而被打坏的。因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同，最后，我们总能从疲劳强度上找到原因，实际上，疲劳强度大得我们无法想象，螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。
一、螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度：
  以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固20公斤的部件，也只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。
二、螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度：
$ O2 ~: ^- R) D  螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说，螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了它大能力的万分之一，所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。
8 [1 P5 X/ u$ V4 n+ ^0 M( c6 q三、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动：
" X* T; O& b1 p  m& U& u* \1 Y  螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能mv2，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏。
$ [, x3 b* l2 l; ?* _  受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。
  受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成橢圆。
四、选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在：
( f$ M, q9 Q$ H; v8 K  以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨，其侧板螺栓为7套10.9级M42螺栓，每根螺栓的抗拉力为110吨，预紧力取抗拉力一半计算，预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断，现在准备改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解决不了。
. V  z) T9 {6 c4 p2 u- |+ q  c  F螺栓断裂，人们最容易得出的结论是强度不够，因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力，其摩擦力也得到了增加，当然防松效果也可以得到改善，但这种办法其实是一种非专业的办法，它的投入太大，收益太小。
' Y  i: m+ C, d% i, C  总之，螺栓是：“不松不断，一松就断。”

沈石头

有没有标准力矩扳紧之后再松弛的时间表？根据时间表是不是可以进行例行的紧固工作？不过像弹垫这样一次性的紧固件在二次紧固时是否更换？安装之后不易检查的螺栓只有等松待报废一条路么？

myloveliya

推荐你，使用施必劳yin螺纹

rui_sun

真的可以这么总结吗？不松不断，一松就断

lao憨

   此文对螺栓的受力分析不到位。
% ^! ?, }4 J3 v  p! O1.螺栓受到的力除了零件/机构的重力还应包括运动/冲击产生的力，后者有可能远大于前者。
2.螺纹紧固件出现“松动”显然是因为材料发生轴向延伸或变形，静止的机构一般不会出现这样的问题。
3.关于预紧力，2号楼主言之有理。预紧力不是越大越好，也不是越小越好。

冷水黄金

老虎钳轻松夹断一根M3螺栓，因为松了？

lao憨

lao憨 发表于 2014-1-17 15:45
此文对螺栓的受力分析不到位。
1.螺栓受到的力除了零件/机构的重力还应包括运动/冲击产生的力，后者有可 ...

      我们为什么要加预紧力？
1 e7 u/ Y% b( q! h- Y! c  [   1.螺纹加工总是有偏差的，当螺栓拧入螺孔时其外螺纹和螺孔内螺纹的啮合不会处于理想状态，所以我们要加一点预紧力改善啮合状态.
7 b2 Q$ q4 K, F2 z2 z# F* |& y   2.但是还不够，螺栓工作时，在轴向力的作用下会发生延伸，使越靠近根部的螺牙受力越大，越远的螺牙受力越小，一般来说10牙以后几乎不起作用，所以我们要加大预紧力使靠近根部的几牙在机构尚未工作时都受到了足够大的力，来满足你所说的保证应力。
   3.很难用计算的方法来设定保证应力和确定预紧力，我认为还是用统计学的方法来确定预紧力为好，不管什么保证应力。所以我赞同2号楼主。
3 ]8 Q% h! u$ K, J  不知道有没有误导你。

MELO2108

一般都是切应力使螺栓断裂

走路empty

M20 不是20吨

周子恩

从实际应用角度来讲，应该是不松不断，一松就断。所以正常的设备保养维护就应该正常进行。对重要部件、部位检查不能应付了事。一般的机械设计螺栓的使用都是满足刚性需求很多倍的，断裂从很多方面讲都是使用不当与误操作加上确实保养维护造成的。