1. Analyse der Ursachen lockerer Montageschrauben

Der Zweck der Verwendung von Schraubverbindungen für Bauteile besteht darin, einen festen Sitz zwischen den beiden verbundenen Teilen sicherzustellen.Um gleichzeitig einer bestimmten dynamischen Belastung standzuhalten und die zuverlässige Verbindung und den normalen Betrieb der verbundenen Teile sicherzustellen, ist auch eine ausreichende Klemmkraft F zwischen den beiden verbundenen Teilen erforderlich, wie in Abbildung 1 dargestellt. Daher ist dies erforderlich dass die zur Verbindung verwendeten Schrauben nach dem Anziehen über eine ausreichende axiale Voranzugskraft verfügen.Auf dieser Grundlage analysieren wir die Ursache der Lockerheit.

1.1 Konstruktionsmängel

(1) Unzureichende Festigkeit der Schraubenauswahl

Bei Schraubverbindungen wird im Allgemeinen die Methode des Streckgrenzen-Anziehens verwendet, was bedeutet, dass die Voranzugskraft der Schraube eine Streckgrenze erreichen sollte, die der des Schraubenmaterials nahe kommt.Unter Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors sollte es im Allgemeinen 80 % seiner Materialausbeutegrenze nicht überschreiten.Die Streckgrenze von Schrauben aus verschiedenen Materialien ist unterschiedlich, was auch bedeutet, dass die maximale Voranzugskraft, der Schrauben aus verschiedenen Materialien standhalten können, nicht gleich ist.Während des Schraubenanzugsvorgangs erhöht sich die Voranzugskraft der Schraube kontinuierlich, während gleichzeitig auch die Klemmkraft zwischen den Verbindungsbauteilen schnell zunimmt.Bei Erreichen der Streckgrenze beginnt die Schraube eine plastische Verformung zu erfahren.Mit zunehmender Vorspannkraft verringert sich der Spannkraftzuwachs oder bleibt sogar unverändert.Durch weiteres Erhöhen der Vorspannkraft verringert sich die Spannkraft allmählich, bis die Schraube bricht.Daher müssen Konstrukteure im Produktdesignprozess das erforderliche Anzugsdrehmoment der Verbindungskomponenten genau analysieren, Faktoren wie Gewicht, Volumen, Arbeitsbedingungen, Arbeitsumgebung, Sicherheitsstandards usw. der Verbindungskomponenten vollständig berücksichtigen und auswählen Schrauben mit geeigneter Festigkeit und Gewindemuster.

(2) Fehlende Antilockerungsverbindung

Die durch Schrauben verbundenen Komponenten erfahren eine allmähliche Abnahme oder sogar ein Verschwinden der Klemm- und Vorspannkräfte, wenn sie Laständerungen, Vibrationen, Stößen usw. ausgesetzt werden. Nach wiederholten Zyklen löst sich die Gewindeverbindung und versagt schließlich beim Schraubenlockern.Besonders streng ist die Form der Bolzen-Mutter-Verbindung.Wenn die Schraube einer axialen Belastung ausgesetzt wird, verlängert sich die Schraube axial, zieht sich radial zusammen und die Mutter dehnt sich radial aus.Zwischen den Kontaktflächen der beiden kommt es zu einem leichten relativen radialen Gleiten, was letztendlich dazu führt, dass sich die Mutter beim Drehen unter wiederholter Belastung löst.Wenn der Bolzen wiederholt seitlichen Kräften ausgesetzt wird, erfährt er eine elastische Torsionsverformung.Mit zunehmender Verformung entsteht eine Verschiebung der Torsionsverformung und es entsteht eine Kraftkomponente in Spiralrichtung des Gewindes, die dazu führt, dass sich die Mutter dreht und löst.Daher müssen im Produktdesignprozess wirksame Antilockerungsmaßnahmen ergriffen werden, um das Lockern und Lösen von Schrauben oder Muttern aufgrund rauer Arbeitsbedingungen zu verhindern.

1.2 Unzureichende Vorspannung beim Montagevorgang

Die Vorspannkraft, die eine Schraube beim Anziehen erreichen kann, bestimmt direkt die Klemmkraft zwischen zwei Verbindungsteilen.Eine unzureichende Vorspannkraft führt unweigerlich zum Lösen der Verbindungsschrauben und letztendlich zum Lösen der Verbindungskomponenten.Während des Montageprozesses werden im Allgemeinen die folgenden zwei Methoden verwendet, um die Voranzugskraft der Schrauben zu ermitteln.

Die erste Methode besteht in der Verwendung manueller Werkzeuge (z. B. massiver Schraubenschlüssel, Ringschlüssel, Inbusschlüssel, Ratschenschlüssel usw.).Die Größe der durch die Schraube erzeugten Vorspannkraft hängt von der Größe der Armkraft des Bedieners und der Länge der Armkraft des Werkzeugs ab.Im Allgemeinen handelt es sich bei manuellen Werkzeugen um Standardwerkzeuge mit einer festen Armlänge, während die Armkraft des Bedieners begrenzt, instabil und unkontrollierbar ist.Die durch die Schraube erzeugte Vorspannkraft ist ebenfalls gleich.

Die zweite Methode besteht darin, pneumatische oder elektrische Werkzeuge (z. B. pneumatische Schlagschrauber, elektrische Schlagschrauber usw.) zu verwenden.Die Größe der durch die Schraube erzielten Vorspannkraft hängt vom maximalen Ausgangsanzugsdrehmoment des Werkzeugs selbst und der Stabilität des Werkzeugbetriebs ab.Bei pneumatischen oder elektrischen Werkzeugen sollte das geeignete Werkzeugmodell nicht nur auf der Grundlage der maximalen Voranzugskraft ausgewählt werden, die beim Anziehen der Schrauben ertragen werden kann, d B. die vom Werkzeug verwendeten Strom- und Luftquellen sowie der tägliche Wartungsstatus des Werkzeugs.Unzureichende Leistung und Luftdruck können dazu führen, dass das Werkzeug ein unzureichendes Anzugsdrehmoment ausgibt und die Schraube letztendlich nicht die erforderliche Voranzugskraft erreichen kann.

1.3 Ungeeignete Montagemethoden

Während des Montageprozesses gibt es Situationen, in denen eine einzelne Schraube und mehrere Schrauben angezogen werden.In Situationen, in denen mehrere Schraubengruppen angezogen werden, insbesondere bei regelmäßiger Verteilung, sind die Art und Weise des Anziehens der Schrauben äußerst wichtig, was sich direkt auf die tatsächliche Voranzugskraft jeder Schraube auswirkt.Bei der Montage ist es üblich, Schrauben mit quadratischer Verteilung einzubauen.Wenn die vier Schrauben willkürlich angezogen werden, nimmt aufgrund der ungleichmäßigen Spannungs- und Kraftverteilung die Voranzugskraft der früher angezogenen Schrauben ab, wenn die Schrauben später angezogen werden, und selbst die zum ersten Mal angezogenen Schrauben lösen sich direkt.In diesem Fall wird zum Anziehen der Schrauben in der Regel ein diagonaler Kreuzanzug verwendet, der eine gleichbleibende Festigkeit und eine ausgewogene Kraftverteilung gewährleistet.Bei der Montage von Gruppenschrauben ist es daher erforderlich, diese in einer bestimmten Reihenfolge, Verteilung, Symmetrie und Schritt für Schritt festzuziehen, da es sonst zu einem ungleichmäßigen Anzug der Montageschrauben und sogar zu einer Verformung der Verbindungskomponenten aufgrund ungleichmäßiger Kräfte kommt.

1.4 Qualität der Verbindungs-Installationslochbearbeitung

Die Größe des Gewindelochs oder des Installationsbolzenlochs ist besonders wichtig, wenn zwei Steckverbinder miteinander verbunden werden, und die Gewindegröße des Gewindelochs wirkt sich direkt auf die durch den Bolzen erzielte Vorspannkraft aus.Wenn das Gewindeloch zu groß oder zu klein ist, kann die durch die Schraube erzeugte Vorspannkraft die Anforderungen nicht erfüllen.Wenn das Loch für die Montageschraube zu groß ist, kommt es zu einer plastischen ringförmigen Kompression auf der Oberfläche des verbundenen Teils am Kontakt mit der Auflagefläche der Schraube oder Mutter.Durch starke Kompression wird die Vorspannkraft der Schraube verringert oder geht verloren, was zum Lösen der Mutter oder Schraube führt.

2. Gängige Methoden zur Verhinderung des Lösens von Schrauben

2.1 Maßnahmen zur Verhinderung der Lockerung physikalischer Geräte

(1) Antilockerungsvorrichtung mit zusätzlicher Reibungskraft

Es gibt hauptsächlich drei Arten von Antilockerungsvorrichtungen mit zusätzlicher Reibung: Doppelmutter-Anzugsstruktur, Federscheiben-Anzugsstruktur und selbstsichernde Muttern-Anzugsstruktur.Doppelmutter-Anziehstruktur: Ziehen Sie zuerst die untere Mutter und dann die Mutter fest.Nach dem Anziehen der beiden Muttern gegeneinander sind die Kontaktflächen zwischen der oberen und unteren Mutter und den Schraubengewinden entgegengesetzt, so dass die Schraubengewinde immer einem zusätzlichen Druck und einer zusätzlichen Reibung ausgesetzt sind, wie in Abbildung 2 dargestellt. Wenn sich die Arbeitslast ändert , die Reibungskraft existiert immer noch.Seine Struktur ist einfach und eignet sich für den Anschluss stationärer Geräte, die stabil, langsam und hochbelastbar sind.

Spannstruktur für Federscheiben: Federscheiben werden aufgrund ihrer einfachen Struktur, bequemen Verwendung und geringen Kosten häufig an Montageorten verwendet und im Allgemeinen in Verbindung mit Schrauben oder Muttern verwendet.Nach dem Anziehen der Schraube oder Mutter führt die elastische Reaktionskraft, die durch das Abflachen des Dämpfungsrings erzeugt wird, zu einem Anziehen des Gewindes.Gleichzeitig wirkt die Spitze des schrägen Mauls der Unterlegscheibe auch als Lockerungsschutz für die Auflagefläche zwischen Schraube oder Mutter und dem angeschlossenen Bauteil.Allerdings weist diese Befestigungskonstruktion bei Vibrations- und Stoßbelastungen nur eine geringe Antilockerungswirkung auf und wird im Allgemeinen für unwichtige Verbindungen verwendet.

Selbstsichernde Muttern-Anziehstruktur: Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Anziehstrukturen: Die eine besteht ausschließlich aus Metall-Sicherungsmuttern.Dabei geht es hauptsächlich darum, das obere Ende des Metallmutterkörpers zu schlitzen und eine Verschlussbehandlung oder eine nicht kreisförmige Verschlussbehandlung durchzuführen.Nach der Behandlung erfährt das Muttergewinde eine lokale Verformung.Wenn die Mutter festgezogen wird, dehnt sich der Verschluss aus und nutzt die Rückprallkraft des Verschlusses, um das Schraubengewinde zusammenzudrücken.Dieser Mutterntyp verfügt über eine einfache Struktur, zuverlässigen Lockerungsschutz und kann mehrfach belastet und entlastet werden, ohne dass die Lockerungsschutzwirkung beeinträchtigt wird.Es ist jedoch nicht für schnell laufende Teile geeignet.Eine andere Art sind Sicherungsmuttern mit nichtmetallischem Einsatz, die hauptsächlich einen nichtmetallischen Einsatz (normalerweise eine Nylonscheibe) am oberen Ende des Metallmutterkörpers einbetten.Nach dem Anziehen der Mutter wird der Nylonring ohne Gewinde eingeschraubt und aus dem Gewinde herausgedrückt, wodurch eine stabile und hohe Drehmomentreibungskraft entsteht.Diese Art von Material verfügt über eine ausgezeichnete Anti-Lockerungs-Eigenschaft, insbesondere in Umgebungen mit zahlreichen Vibrationen und Stößen.

(2) Mechanische Lockerungssperre

Zu den wichtigsten mechanischen Anti-Lockerungsmethoden gehören: Sechskant-Schlitzmuttern mit Splinten, Serien-Stahldrahtstruktur gegen Lockerung und Anschlagscheiben-Struktur gegen Lockerung.

Sechskant-Schlitzmutter mit Splint: Der Splint geht durch die Nut der Mutter und das Stiftloch am Ende der Schraube, und das Ende des Splints wird aufgebrochen und fest an der Seite der Mutter befestigt, wodurch die Mutter gesichert wird Mutter und Schraube, wie in Abbildung 3 dargestellt. Diese Methode verhindert zuverlässig ein Lösen und kann in Bereichen mit starken Stößen und Vibrationen eingesetzt werden.

Anti-Lockerung der Stahldrahtstruktur der Serie: Die Mutter oder Schraube ist mit einem Sicherheitsloch zum Einfädeln von kohlenstoffarmem Stahldraht ausgestattet, und die Schrauben sind in Reihe geschaltet, um sich gegenseitig zu bremsen, es sollte jedoch auf die Richtung der Drahtdurchdringung geachtet werden , wie in Abbildung 4 dargestellt. Obwohl diese Methode hervorragende Anti-Lockerungseigenschaften aufweist, ist die Installation und Demontage sehr umständlich.Anti-Lockerungsstruktur der Anschlagscheibe: Biegen Sie die einzelne oder doppelte Anschlagscheibe in Richtung der Seite der Mutter bzw. des verbundenen Teils, um die Mutter zu sichern, wie in Abbildung 5 dargestellt. Wenn zwei Schrauben eine doppelte Verriegelung erfordern, kann eine doppelte Sicherungsscheibe verwendet werden dient dazu, die beiden Muttern gegeneinander abzubremsen.Diese Methode hat eine gute Anti-Lockerungswirkung und ist bequem in der Anwendung.

(3) Anti-Lockerungs-Klebevorrichtung

Tragen Sie anaeroben Klebstoff zwischen den Schraubengewinden auf, ziehen Sie die Mutter fest, und der Klebstoff härtet aus und verfestigt sich, wodurch die passenden Gewinde fest miteinander verbunden werden, um eine relative Bewegung des Gewindepaars zu verhindern, wodurch eine Verriegelungswirkung erzielt und ein Lösen verhindert wird.Anaerobe Klebstoffe werden in zwei Typen unterteilt: flüssige und trockene.Für die Anwendung vor Ort wird im Allgemeinen der flüssige Typ verwendet.Der Trockentyp ist für eine einfache Handhabung vorbeschichtet und getrocknet.Anaerobe Klebstoffe werden im Allgemeinen für Montageteile verwendet, die keine oder nur eine minimale Demontage erfordern.

2.2 Prozessmethoden und Lockerungsschutzmaßnahmen

(1) Festes Drehmomentwerkzeug gegen Lösen

Um während des Montageprozesses sicherzustellen, dass die Schrauben eine ausreichende Voranzugskraft erhalten und unter dem Streckgrenzendrehmoment der Schrauben liegen, ist die Verwendung eines feststehenden Drehmomentwerkzeugs zur Kontrolle die effektivste Methode.Das Werkzeug mit festem Drehmoment kann das Ausgangsdrehmoment basierend auf dem Standard-Anziehdrehmoment der Schraube einstellen.Wenn das voreingestellte Anzugsdrehmoment erreicht ist, sendet es ein Signal oder beendet den Anzug selbstständig, um eine stabile Drehmomentabgabe zu gewährleisten.Um die Effizienz zu verbessern, können Werkzeuge mit festem Drehmoment separat verwendet werden und können auch in Verbindung mit pneumatischen Schlagschraubern mit kleinem Drehmoment verwendet werden.Bei wichtigen Teilen können zuerst pneumatische Drehmomentschlüssel mit festem Drehmoment zum Anziehen verwendet werden. Anschließend können manuelle Drehmomentschlüssel mit festem Drehmoment zum Testen und zur Bestätigung verwendet werden, um sicherzustellen, dass der ideale Drehmomentwert erreicht wird.Die Verwendung dieser Antilockerungsmethode muss die Genauigkeit von Werkzeugen mit festem Drehmoment gewährleisten, und alle Werkzeuge mit festem Drehmoment müssen regelmäßig gemäß den Prüfvorschriften für Messgeräte kalibriert werden.

(2) Schulungs- und Lockerungsmaßnahmen

Beim Anziehen von Schrauben ist neben dem abgegebenen Anzugsdrehmoment des Anzugswerkzeugs, das sich auf die durch die Schrauben erzielte Voranzugskraft auswirkt, auch die Montagemethode von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Installation von Schrauben mit mehreren Gruppen und regelmäßiger Verteilung.Sowohl die Anzugswerkzeuge als auch die Montagemethoden werden vom Bediener verwendet, und die Fähigkeit des Bedieners hat direkten Einfluss auf die Wirksamkeit des Schraubenanzugs.Daher kann durch Schulung und Verbesserung der Fähigkeiten des Bedieners die Fähigkeit zum Schutz vor Schraubenlockerung verbessert werden.Die Schulung der Bediener basiert hauptsächlich auf Theorie und vermittelt vor allem die Grundkenntnisse der Montage, einschließlich der Bedienungsmethoden von Anziehwerkzeugen, Montagemethoden zum Anziehen von Schrauben usw. Die Schulung der Bediener basiert hauptsächlich auf der praktischen Bedienung und kombiniert hauptsächlich die Grundkenntnisse der Montage in der Ausbildung zum Üben praktischer Abläufe.Beispielsweise die Einrichtung einer Schulungsplattform für Bediener, insbesondere neue Mitarbeiter, damit diese sich wiederholt schulen und diese grundlegenden Arbeitsmethoden beherrschen können, bevor sie mit der Arbeit beginnen können.Durch Schulung und Schulung grundlegender Fertigkeiten kann das Lockern von Schrauben durch falsche Montagemethoden reduziert werden.

(3) Komponentenqualitätskontrolle gegen Lockerung

Die Bearbeitungsmaße der Komponenten wirken sich auch direkt auf die Vorspannkraft der Schrauben aus, insbesondere auf die Spezifikationen der Gewinde, die in direktem Zusammenhang mit dem Zusammenspiel der Verbindungskomponenten stehen.Daher ist vor der Montage zu prüfen, ob die verbauten Komponenten den Anforderungen der Konstruktionszeichnungen entsprechen.Mit Standard-Inspektionswerkzeugen sollte überprüft werden, ob die Spezifikationen, Modelle und mechanischen Leistungsniveaus der verwendeten Gewindeanschlüsse den Designanforderungen entsprechen und ob unqualifizierte Phänomene wie lose Gewinde und Risse vorliegen.Eventuell auftretende Qualitätsprobleme sollten dem Hersteller zur Behebung gemeldet werden, um sicherzustellen, dass die Bearbeitung der Bauteilabmessungen den Konstruktionsanforderungen entspricht und die zuverlässige Verbindung der Schrauben gewährleistet ist.