Welche Folgen hat eine ungeeignete Vorspannung für Schraubverbindungen?

Die Vorspannung eines GewindesVerschlussUnter „Verbindung“ versteht man die vorab auf die Gewindeverbindung ausgeübte Kraft, bevor diese die Arbeitslast trägt. Eine geeignete Vorspannung ist eine wichtige Voraussetzung für die Erhöhung der Zuverlässigkeit und Dichtheit der Schraubverbindung. Wenn die Vorspannung die angegebenen Anforderungen nicht erfüllt, kommt es nach der Belastung zu Lücken oder relativem Schlupf zwischen den verbundenen Teilen, was dazu führt, dass sich die Befestigungselemente lockern und sogar dazu führen, dass die gesamte Maschine nicht mehr normal funktionieren kann; Eine zu große Vorspannung führt zu künstlichen Schäden an den Teilen. An der mit einem O-Ring abgedichteten Stelle führt beispielsweise eine übermäßige Vorspannung zum Zerdrücken des O-Rings und zum Versagen der Dichtung.

Eine ungeeignete Vorspannung in Schraubverbindungen hat folgende Folgen:

1. Statisches Versagen von Verbindungsteilen mit Gewindebefestigungen

Wenn das Gewindebefestigungselement zu fest angezogen wird, d. h. die Vorspannung zu groß ist, kommt es zu künstlichen Schäden an den Teilen: Die Schraube kann brechen, die verbundenen Teile können gequetscht, festgefressen, verdreht oder gebrochen werden und auch das Gewindeprofil kann abgeschert werden, was zu einem Abisolieren des Gewindes führt.

2. Verrutschen, Trennung verbundener Teile oder Lösen von Befestigungselementen

Bei gewöhnlichen Schraubenverbindungen, die Querlasten tragen, erzeugt die Vorspannung einen Überdruck zwischen den verbundenen Teilen, der äußeren Belastungen durch Reibung standhält. Daher bestimmt die Größe der Vorspannung die Tragfähigkeit. Wenn die Vorspannung nicht ausreicht, verrutschen die verbundenen Teile, was wiederum zu einer Fehlausrichtung, Schrägstellung und Faltenbildung der verbundenen Teile führt, außerdem kann es zu einem Abscheren der Schraube kommen. Bei axial belasteten Schraubenverbindungen erzeugt die Vorspannung eine Anpresskraft auf die Verbindungsfläche und die verbleibende Vorspannung nach äußerer Belastung ist die Anpresskraft bei der Arbeit an der Verbindungsfläche. Wenn die Vorspannung nicht ausreicht, kommt es zu einer Lockerung der Verbindungsoberfläche und kann sogar zu einer schwerwiegenden Trennung der beiden verbundenen Teile führen; Gleichzeitig führt eine unzureichende Vorspannung auch zu starken Quervibrationen, die beispielsweise zum Lösen der Mutter führen können.

3. Bolzenermüdungsversagen

In den meisten Fällen führt eine ungeeignete Vorspannung zum Versagen der Schraube aufgrund von Ermüdung. Durch eine Reduzierung der Vorspannung kann zwar der Mittelwert der sich zyklisch ändernden Gesamtbelastung reduziert werdenBolzen, es wird die Lastamplitude erhöhen. Die Gesamtwirkung besteht häufig darin, dass die Ermüdungslebensdauer der Schraube verkürzt wird und es zu einem Ermüdungsversagen kommt.

Daher muss im Montageprozess der Bereich der Vorspannung geklärt werden. Es ist notwendig, Faktoren wie die Bedeutung der verbundenen Teile, Kraftbedingungen, Bewegungsmodus, strukturelle Eigenschaften, Gewindespezifikationen und -qualitäten, Material der verbundenen Teile und den Zweck der Verbindung umfassend zu berücksichtigen, um einen wissenschaftlichen und angemessenen Bereich des Vorspanndrehmoments zu bestimmen; Bei der Montage müssen unbedingt die vorgegebenen Drehmomentvorgaben eingehalten werden. Nur so können die Zuverlässigkeit der Schraubverbindung und die Ermüdungsfestigkeit der verbundenen Teile wirklich verbessert werden.