Explicação: Por que os parafusos se soltam e como a pré-carga evita isso

Razões para parafusos soltos

1. Aperto insuficiente

Os parafusos que não estão apertados ou que não estão apertados corretamente estão inerentemente sob força de pré-aperto.

Se eles se soltarem novamente, a junta não terá o suficiente fixação força para fixar todas as peças juntas.

Isso pode causar o deslizamento lateral entre as duas partes, e o parafuso será submetido a um desgaste desnecessário. tensão de cisalhamentoque pode eventualmente levar a fratura de parafuso.

2. Vibração

O teste de conexão aparafusada sob vibração mostra que muitos movimentos "transversais" pequenos fazem com que as duas partes da conexão se movam uma com a outra, e a cabeça do parafuso ou a porca e a parte conectada também se moverão.

Esses movimentos repetidos neutralizarão o atrito entre o parafuso e a peça conectada.

Por fim, a vibração fará com que a rosca do parafuso "gire e se solte", e a junta perderá a força de fixação.

3. Incorporação

O engenheiro que projeta e desenvolve a tensão do parafuso pode ter um período de amaciamento, o que causará uma certa perda de força de pré-aperto.

Durante esse período, o aperto do parafuso será relaxado.

Esse relaxamento é causado pela incorporação entre a cabeça do parafuso e/ou a porca, a rosca e a superfície da junta da peça conectada, e pode ocorrer em materiais macios (como materiais compostos) e também em metal duro polido.

Se a junta não for projetada adequadamente ou se o parafuso não atingir a tensão especificada no início, a inserção da junta poderá resultar em uma perda de força de fixação sem atingir a força de fixação mínima exigida.

Há microdesníveis entre as superfícies das juntas.

Após o aperto, sob a força de pré-aperto do parafuso, o ressalto entrará em colapso e ocorrerá uma deformação plástica permanente, o que reduzirá o comprimento de fixação do parafuso e, por fim, levará à redução da força de pré-aperto do parafuso.

4. Fluência e expansão térmica da gaxeta

Muitas juntas aparafusadas incluem uma gaxeta fina e macia entre a cabeça do parafuso e a superfície da junta para vedar a junta e evitar vazamento de gás ou líquido.

A própria lavadora também atua como uma molaA junta é um elemento de contato com o parafuso, que se retrai sob a pressão do parafuso e da face da junta.

Com o passar do tempo, especialmente quando se aproxima de altas temperaturas ou produtos químicos corrosivos, a gaxeta pode se "deformar", o que significa que ela perde a elasticidade, resultando em uma perda da força de fixação.

Se os materiais dos parafusos e das juntas forem diferentes, a diferença de temperatura causada pela rápida mudança ambiental ou pelo processo do ciclo industrial será muito grande, o que levará a uma rápida expansão ou contração dos parafusos e das juntas. materiais para parafusose pode fazer com que os parafusos se soltem.

5. Impacto

Cargas dinâmicas ou alternadas de maquinário, geradores, turbinas eólicas etc. podem causar impacto mecânico - a força de impacto aplicada ao parafuso ou à junta - para fazer com que os parafusos deslizem um em relação ao outro.

Assim como a vibração, esse deslizamento acabará fazendo com que o parafuso se solte.

Mesmo o impacto geralmente não leva em conta uma carga tão grande ao projetar a conexão da junta.

O que é pré-carga?

Termos com vários significados no projeto.

Uma é a tensão (carga) gerada quando o fixador é inicialmente apertado.

Quando o parafuso é estendido, a parte entre o parafuso e a porca é comprimida, aumentando assim a chamada carga de fixação até que o processo de aperto seja concluído.

Perigos de parafusos soltos

1. Vazamento do flange

2. O rotor do ventilador é separado da sala de máquinas

3. Os parafusos de conexão de vibração do motor do navio caem

Os parafusos de conexão de vibração do motor do navio caíram e rolaram com o navio, causando mais danos ao equipamento.

Em conexões aparafusadas, o aperto da porca faz com que o parafuso se alongue, como se estivesse puxando uma mola.

Essa tensão, ou tensão, produzirá forças de fixação opostas, que fixarão firmemente as duas partes do conector.

Se o parafuso estiver solto, a força de fixação será reduzida.

Parafusos soltos não são apenas uma dor de cabeça. Se a junta não for reapertada rapidamente, ela pode começar a vazar líquido ou gás, o parafuso pode quebrar, o equipamento pode ser danificado ou pode ocorrer um acidente catastrófico.

Parafuso no trilho

Resumo

"A melhor maneira de evitar a folga é garantir que a força de pré-aperto seja suficiente, e a junta não terá problemas como deslizamento e abertura."

A partir da análise acima, é possível observar que há três motivos para a folga devido à pré-carga insuficiente ou reduzida.

Portanto, é necessário controlar especialmente a pré-carga dos parafusos para controlar o risco de afrouxamento.

Desde que a força de pré-aperto seja suficiente para atender aos requisitos e que o comprimento de fixação não seja muito curto (como 1k ≥ 3d), mesmo que haja uma certa carga de vibração, o parafuso geralmente não se soltará.

Uma combinação de um bom projeto de conexão aparafusada, desenvolvimento de força de aperto apropriada e dispositivos de travamento de parafusos apropriados pode proteger de forma confiável as conexões aparafusadas para enfrentar muitos dos desafios de afrouxamento apresentados aqui.

Uma boa conexão aparafusada será projetada com parafusos e porcas de tamanho e tipo adequados, e a tensão ideal será especificada para atingir a força de fixação necessária para manter a integridade da conexão.

Na aplicação, a força de fixação adequada exige que a tensão (pré-tensão) em cada parafuso atinja o nível correto e permaneça nesse nível durante toda a sua vida útil.