Вступ

Практично у кожному технічному виробі, незалежно від його складності, використовуються різьбові з'єднання. Основною перевагою різьбових елементів кріплення в порівнянні з більшістю інших полягає в тому, що таке з'єднання можна багаторазово розбирати і використовувати повторно. Проте, може стати джерелом проблем, викликаних мимовільним ослабленням.

 

 

Проблема самоослаблення відома з початку промислової революції, і протягом останніх 150 років винахідники розробляли способи запобігти її.

Нещасні випадки, безпосередньо спричинені саморозкручуванням кріплення, трапляються у різних сферах і часом можуть призвести до катастрофічних наслідків.

 

 

Попередні дослідження

 

Найзначнішим дослідженням, опублікованим з цього питання сьогодні, стало дослідження Герхарда Юнкера (1969 р.). Юнкер розповідає про розроблену ним теорію, яка пояснює, чому елементи кріплення мимоволі розкручуються при вібраційному навантаженні.

 

 

Юнкер виявив, що поперечне динамічне навантаження створює набагато сприятливіші умови для саморозкручування, ніж осьова.

 

Чому різьбове кріплення мимоволі розкручується?

 

Затягнуте з'єднання кріплення може мимоволі розкручуватися, коли витки різьблення починають рухатися відносно один одного. Такий рух відбувається, коли зсув зусилля, що діє на з'єднання, більше, ніж сила опору тертю, створювана переднавантаженням болта. При багаторазових поперечних рухах цей механізм може призвести до того, що кріплення повністю розкрутиться.

 

 

 

Мал. 4. Так звані, графіки згасання переднавантаження використовуються для визначення опору конкретного типу кріплення мимовільному ослабленню. Такі графіки відображають переднавантаження болта залежно кількості циклів випробувань.

 

Тест на мимовільне ослаблення вузла кріплення

 

Юнкер розробив вібростенд для дослідження впливу зсуву зусилля на деталі, з'єднані різьбовим кріпленням. Вібростенд дозволяє передавати циклічне поперечне зміщення в різьбове з'єднання. Датчик навантаження всередині з'єднання дозволяє безперервно контролювати навантаження на болт, коли до різьбового з'єднання додається рух у поперечному напрямку. Це стандартний тип вібростенду, що використовується для дослідження процесу саморозкручування. Огляд схеми випробувань показаний малюнку 4, але в малюнку 5 – вид машини в розріз.

 

 

 

 

Рис 6. Деякі, так звані, блокуючі пристрої абсолютно неефективні у запобіганні розкручування. Наприклад, встановлення спіральної шайби під головку болта може призвести до послаблення з'єднання швидше, ніж при використанні одного болта.