การคลายเกลียวอาจทำให้โรงงานผลิตทั้งหมดหยุดนิ่ง และทำให้บริษัทต้องสูญเสียเงินหลายพันหรือหลายหมื่นหยวน นอกจากนี้สลักเกลียวที่หลวมอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยในโรงงานได้ แล้วสาเหตุหลักของน็อตหลวมคืออะไร? พูดกว้างๆ มีสาเหตุต่างๆ เช่น การคลายตัวตามธรรมชาติ การคลายตัวโดยอัตโนมัติ และการคลายความเหนื่อยล้า
เนื้อหาวิดีโอแนะนำให้ใช้ WiFi ในการรับชม
5 เหตุผลที่ทำไมโบลท์ถึงหลวม
01
รูปภาพ
ภายใต้การกระชับ
โบลท์ที่ขันแน่นเกินไปหรือขันแน่นเกินไปโดยธรรมชาติแล้วจะมีแรงขันล่วงหน้าไม่เพียงพอ หากหลวมอีกครั้ง ข้อต่อก็จะมีแรงยึดไม่เพียงพอที่จะยึดส่วนต่างๆ เข้าด้วยกัน ซึ่งอาจทำให้เกิดการเลื่อนด้านข้างระหว่างทั้งสองส่วนได้ และสลักเกลียวจะเกิดแรงเฉือนที่ไม่จำเป็น ซึ่งในที่สุดอาจทำให้สลักเกลียวแตกหักได้
รูปภาพ
02
รูปภาพ
การสั่นสะเทือน
รูปภาพ
การทดสอบการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวภายใต้การสั่นสะเทือนแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหว "ด้านข้าง" เล็กๆ น้อยๆ จำนวนมากทำให้การเชื่อมต่อทั้งสองส่วนเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน รวมถึงหัวสลักเกลียวหรือน็อตและส่วนที่เชื่อมต่อด้วย
การเคลื่อนไหวซ้ำๆ เหล่านี้จะช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างสลักเกลียวกับชิ้นส่วนที่เชื่อมต่ออยู่ ในที่สุด การสั่นสะเทือนจะทำให้โบลต์ "หมุนหลวม" บนเกลียว และข้อต่อจะสูญเสียแรงจับยึด
03
รูปภาพ
ฝัง
วิศวกรที่ออกแบบและพัฒนาความตึงของโบลต์จะทำให้เกิดช่วงการหักเข้า ซึ่งสูญเสียพรีโหลดบางส่วน ในระหว่างนั้นโบลต์อาจคลายตัวได้เมื่อความแน่น
การคลายตัวนี้เกิดจากการฝังระหว่างหัวโบลต์และ/หรือน็อต เกลียว และพื้นผิวที่เชื่อมต่อกันของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ และอาจเกิดขึ้นได้ในวัสดุอ่อน (เช่น วัสดุคอมโพสิต) เช่นเดียวกับโลหะขัดเงาแข็ง
หากข้อต่อได้รับการออกแบบไม่ถูกต้อง หรือหากสลักเกลียวไม่ได้ตึงตามความตึงที่ระบุในตอนแรก การฝังข้อต่ออาจส่งผลให้สูญเสียแรงจับยึดซึ่งไม่บรรลุถึงแรงจับยึดขั้นต่ำที่ต้องการ
มีความไม่สม่ำเสมอระหว่างกล้องจุลทรรศน์ระหว่างพื้นผิวข้อต่อ ภายใต้การกระทำของแรงขันโบลต์ก่อนขันหลังจากการขันให้แน่น การกระแทกจะถูกบดขยี้และทำให้พลาสติกเสียรูปอย่างถาวร ผลที่ได้คือความยาวในการจับยึดของโบลต์จะลดลง ส่งผลให้แรงขันล่วงหน้าของโบลต์ลดลงในที่สุด
รูปภาพ
04
รูปภาพ
ปะเก็นคืบและการขยายตัวทางความร้อน
ข้อต่อแบบเกลียวหลายแบบจะมีปะเก็นอ่อนบางๆ ระหว่างหัวสลักเกลียวและพื้นผิวข้อต่อเพื่อปิดผนึกข้อต่อและป้องกันการรั่วไหลของก๊าซหรือของเหลว แหวนรองยังทำหน้าที่เป็นสปริง โดยจะดีดตัวกลับภายใต้แรงกดของสลักเกลียวและพื้นผิวการผสมพันธุ์
เมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ใกล้อุณหภูมิสูงหรือมีสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ปะเก็นอาจ "คืบคลาน" ซึ่งหมายความว่าจะสูญเสียความยืดหยุ่น ส่งผลให้สูญเสียแรงจับยึด
หากโบลต์และข้อต่อทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากเกินไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของสภาพแวดล้อมหรือกระบวนการหมุนเวียนทางอุตสาหกรรมจะทำให้วัสดุโบลต์ขยายตัวหรือหดตัวอย่างรวดเร็ว อาจทำให้โบลต์คลายตัวได้
รูปภาพ
รูปภาพ
05
รูปภาพ
ผลกระทบ
ผลกระทบ - แรงกระแทกที่มากขึ้นจะเกินแรงเสียดทานเมื่อขันโบลต์ไว้ล่วงหน้า ทำให้เกิดการเลื่อน
โหลดแบบไดนามิกหรือแบบสลับจากเครื่องจักร เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันลม ฯลฯ สามารถทำให้เกิดการกระแทกทางกลได้ เช่น แรงกระแทกที่กระทำกับสลักเกลียวหรือข้อต่อ ส่งผลให้สลักเกลียวเลื่อนสัมพันธ์กัน
เช่นเดียวกับการสั่นสะเทือน การเลื่อนหลุดนี้อาจทำให้โบลต์คลายตัวได้ในที่สุด และมักไม่คำนึงถึงแรงกระแทกในการออกแบบข้อต่อสำหรับการรับน้ำหนักมากเช่นนี้
รูปภาพ
การโหลดล่วงหน้าคืออะไร?
รูปภาพ
คำที่มีความหมายหลากหลายในทางวิศวกรรม หนึ่งคือความตึง (โหลด) ที่เกิดจากตัวยึดเมื่อขันให้แน่นในตอนแรก ในขณะที่โบลต์ยืดออก ส่วนประกอบระหว่างโบลต์และน็อตจะถูกบีบอัด ซึ่งจะทำให้ภาระในการจับยึดเพิ่มขึ้นจนสิ้นสุดกระบวนการขันให้แน่น
อันตรายจากสลักเกลียวหลวม
01
รูปภาพ
การรั่วไหลของหน้าแปลน
รูปภาพ
02
รูปภาพ
โรเตอร์พัดลมแยกออกจากห้องเครื่องแล้วหลุดออกไป
รูปภาพ
03
รูปภาพ
สลักเกลียวเชื่อมต่อการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์เรือหลุดออก
สลักเกลียวเชื่อมต่อการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์เรือหลุดออกและทำให้อุปกรณ์ได้รับความเสียหายเพิ่มเติมในขณะที่เรือเคลื่อนตัว
ในการต่อแบบใช้สลักเกลียว การขันน็อตให้แน่นจะทำให้โบลต์ยาวขึ้น เหมือนกับการดึงสปริง แรงดึงหรือแรงดึงนี้จะสร้างแรงจับยึดที่ตรงข้ามกันซึ่งจะยึดทั้งสองส่วนของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อไว้เข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา หากโบลต์หลวม แรงจับยึดจะลดลง
น็อตหลวมเป็นมากกว่าแค่อาการปวดหัว หากข้อต่อไม่ได้รับการขันให้แน่นอย่างรวดเร็ว ของเหลวหรือก๊าซอาจเริ่มรั่ว สลักเกลียวอาจแตกหัก อุปกรณ์อาจเสียหาย หรืออาจเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงได้
สรุป
"วิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันการคลายตัวคือต้องแน่ใจว่ามีแรงขันล่วงหน้าเพียงพอ และจะไม่ทำให้เกิดปัญหา เช่น การลื่นไถลหรือการเปิดข้อต่อ"
จากการวิเคราะห์ข้างต้น จะเห็นได้ว่ามีเหตุผล 3 ประการในการคลายเนื่องจากแรงขันล่วงหน้าไม่เพียงพอหรือลดลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมแรงขันล่วงหน้าของโบลต์เป็นพิเศษเพื่อควบคุมความเสี่ยงที่จะเกิดการคลายตัว
ตราบใดที่แรงขันล่วงหน้าเพียงพอที่จะเป็นไปตามข้อกำหนด และตราบใดที่ความยาวในการจับยึดไม่สั้นเกินไป (เช่น lk มากกว่าหรือเท่ากับ 3d) โดยทั่วไปแล้ว โบลต์จะไม่คลายโดยอัตโนมัติแม้ว่าจะมี โหลดการสั่นสะเทือนบางอย่าง
การผสมผสานระหว่างการออกแบบการโบลต์ที่ดี การพัฒนาแรงจับยึดที่เหมาะสม และอุปกรณ์การล็อคโบลต์ที่เหมาะสม สามารถยึดข้อต่อโบลต์ได้อย่างน่าเชื่อถือต่อความท้าทายในการคลายตัวต่างๆ ที่นำเสนอในที่นี้
การเชื่อมต่อแบบใช้สลักเกลียวที่ดีจะได้รับการออกแบบโดยใช้สลักเกลียวและน็อตที่มีขนาดและพิมพ์อย่างเหมาะสม และระบุด้วยแรงตึงที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้แรงจับยึดที่จำเป็นเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อ
แรงจับยึดที่เหมาะสมในการใช้งานต้องการความตึง (พรีโหลด) ในโบลต์แต่ละตัวถึงระดับที่ถูกต้องและคงอยู่ที่ระดับนั้นตลอดอายุการใช้งาน
ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องรักษาความตึงที่เหมาะสมของสลักเกลียว คลื่นอัลตราโซนิกสามารถใช้เพื่อวัดแรงตามแนวแกนของโบลต์ในระหว่างการออกแบบ เพื่อให้แน่ใจว่าแรงขันแน่นของโบลต์จะตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ
