Cıvatalar Neden Gevşer ve Ön Yük Nedir?

Cıvataların Gevşemesinin 5 Nedeni

yetersiz sıkma

Gereğinden az sıkılmış veya yanlış sıkılmış cıvatalar, doğası gereği gereğinden az sıkılmıştır ve eğer gevşekse, bağlantı, parçaları bir arada tutmak için yeterli kenetleme kuvvetine sahip değildir. Bu, iki parça arasında yanal kaymaya neden olabilir ve cıvata, sonunda cıvatanın kırılmasına neden olabilecek gereksiz kesme gerilimine maruz kalır.

titreşim

Vibrasyon altında cıvatalı bağlantıların testleri, birçok küçük "yanal" hareketin, bağlantının iki parçasının yanı sıra cıvata başı veya somunu ve bağlı parçaların birbirine göre hareket etmesine neden olduğunu göstermiştir.

Bu tekrarlanan hareketler, cıvata ile bağlanan parçalar arasındaki sürtünmeyi ortadan kaldırır. Sonunda, titreşim cıvatanın dişler üzerinde "gevşemesine" neden olacak ve mafsal tutuşunu kaybedecektir.

Göm

Cıvata gerginliğini tasarlayan ve geliştiren mühendisler, bir alıştırma süresine, ön yük kaybına izin verir ve bu sırada cıvata sıkı bir şekilde gevşer.

Bu gevşeme, cıvata başı ve/veya somun, dişler ve bağlı parçaların eşleşen yüzeyleri arasında sıkışmadan kaynaklanır ve hem kompozitler gibi yumuşak malzemelerde hem de sert parlatılmış metallerde meydana gelebilir.

Bağlantı doğru tasarlanmazsa veya cıvata başlangıçta belirtilen gerginlikte değilse, bağlantının gömülmesi sıkma kuvveti kaybına neden olabilir ve gerekli minimum sıkma kuvveti elde edilemez.

Eklem yüzeyleri arasında mikroskobik pürüzler vardır ve tümsekler, sıktıktan sonra cıvata ön sıkma kuvvetinin etkisi altında ezilecek ve kalıcı olarak plastik olarak deforme olacaktır, böylece cıvatanın kenetleme uzunluğu azalacak ve son olarak ön sıkma cıvatanın kuvveti azalır.

Conta Sünmesi ve Termal Genleşme

Çoğu cıvatalı bağlantı, bağlantıyı gaz veya sıvı sızıntısına karşı yalıtmak için cıvata başı ile bağlantı yüzeyi arasında ince, yumuşak bir conta içerir. Yıkayıcının kendisi de cıvata ve eşleşen yüzeylerin basıncı altında geri dönen bir yay görevi görür.

Zamanla, özellikle yüksek sıcaklıkların veya aşındırıcı kimyasalların yakınında bir conta "sürünebilir", bu da elastikiyetini kaybederek sıkıştırma kuvveti kaybına neden olabilir.

Cıvata ve mafsallar farklı malzemelerden yapılmışsa, hızlı ortam değişimlerinden dolayı cıvata malzemesinin hızlı genleşmesi veya büzülmesi veya endüstriyel çevrim süreçlerinden kaynaklanan aşırı sıcaklık farkları cıvataların gevşemesine neden olabilir.

şok

Şok - Cıvata önceden yüklendiğinde daha büyük şok yükleri sürtünme kuvvetini aşar ve bu da kaymaya neden olur.

Makinelerden, jeneratörlerden, rüzgar türbinlerinden vb. kaynaklanan dinamik veya değişken yükler, cıvataların birbirine göre kaymasına neden olan mekanik şoklara (bir cıvataya veya bağlantıya uygulanan darbe kuvvetleri) neden olabilir.

Titreşim gibi, bu kayma da sonunda cıvatanın gevşemesine neden olabilir. Eklem bağlantıları tasarlanırken şok bile genellikle bu kadar büyük bir yük olarak kabul edilmez.

Önyükleme nedir?

Mühendislikte birçok anlamı olan bir terim. Birincisi, ilk sıkıldığında bağlantı elemanı tarafından geliştirilen gerilimdir (yük). Cıvata gerildiğinde, cıvata ile somun arasındaki bileşenler sıkışır ve sıkma işlemi tamamlanana kadar kenetleme yükü denilen yükü artırır.

Gevşek cıvataların tehlikeleri

flanş kaçağı

Fan rotoru naselden ayrılmıştır

Gemi motoru titreşim bağlantı civataları düşüyor

Gemi motorunun titreşimli bağlantı cıvataları düşerek gemiyle birlikte yuvarlandı ve ekipmana daha fazla zarar verdi.

Cıvatalı bir bağlantıda, somunu sıkmak aslında bir yayı çekmek gibi cıvatayı uzatır. Bu çekme kuvveti veya gerginlik, bağlı parçanın iki parçasını sıkıca bir arada tutan zıt bir kenetleme kuvveti oluşturur.

Cıvata gevşekse, sıkma kuvveti zayıflar.

Gevşek cıvatalar baş ağrısından daha fazlasıdır. Derzler hızlı bir şekilde sıkılmazsa, sıvı veya gaz sızıntısı başlayabilir, cıvatalar kırılabilir, ekipman hasar görebilir veya feci bir kaza meydana gelebilir.

tam yakıtlı fırlatma aracı

cıvatalı raylar

"En iyi gevşeme önleme, ön sıkma kuvvetinin kayma ve derzin açılması gibi sorunları önlemek için yeterli olmasını sağlamaktır"

Yukarıdaki analizden, yetersiz veya azaltılmış ön sıkma kuvveti nedeniyle gevşemenin üç nedeni olduğu görülebilir. Bu nedenle, gevşeme riskini kontrol etmek için cıvataların ön sıkma kuvvetinin özel olarak kontrol edilmesi gerekir.

Ön sıkma kuvveti gereksinimleri karşılamak için yeterli olduğu sürece, kenetleme uzunluğu çok kısa olmadığı sürece (örneğin, lk 3d'den büyük veya eşittir), belirli bir titreşim yükü olsa bile, cıvata genellikle kendini gevşetmez.

İyi cıvatalı bağlantı tasarımı, uygun kenetleme kuvveti gelişimi ve uygun cıvata kilitlerinin kombinasyonu, burada sunulan birçok gevşetme sorununun üstesinden gelmek için cıvatalı bağlantıları güvenilir bir şekilde sabitleyebilir.

İyi bir cıvatalı bağlantı, uygun boyutta ve tipte cıvata ve somunlarla tasarlanacak ve bağlantının bütünlüğünü korumak için gerekli sıkıştırma kuvvetini elde etmek için optimum gerilimi belirtecektir.

Bir uygulamada uygun kenetleme kuvveti, hizmet ömrü boyunca bu seviyede tutulması için her bir cıvatada doğru gerilim seviyesinin (ön yük) olmasını gerektirir.

Bu nedenle, cıvatalarda uygun gerginliğin sağlanması çok önemlidir. Cıvataların ön sıkma kuvvetinin tasarım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için tasarım sırasında cıvataların eksenel kuvvetini ölçmek için ultrasonik dalgalar kullanılabilir.