Warum ist der Bolzen gebrochen?

In unserer industriellen Produktion brechen oft Schrauben. Warum also brechen Schrauben? Heute wird es hauptsächlich unter vier Aspekten analysiert.

Tatsächlich sind die meisten Bolzenbrüche auf Lockerheit zurückzuführen, und sie werden aufgrund von Lockerheit gebrochen. Da die Situation beim Lösen und Brechen von Schrauben in etwa der gleiche ist wie bei einem Ermüdungsbruch, können wir den Grund letztendlich immer anhand der Ermüdungsfestigkeit ermitteln. Tatsächlich ist die Ermüdungsfestigkeit so groß, dass wir sie uns nicht vorstellen können, und Schrauben benötigen während des Gebrauchs überhaupt keine Ermüdungsfestigkeit.

Erstens ist der Bolzenbruch nicht auf die Zugfestigkeit des Bolzens zurückzuführen:

Nehmen Sie als Beispiel eine hochfeste Schraube M20×80 Güteklasse 8.8. Sein Gewicht beträgt nur 0,2 kg, die minimale Zuglast beträgt 20 t, was dem 100.000-fachen seines Eigengewichts entspricht. Im Allgemeinen verwenden wir ihn nur zur Befestigung von 20-kg-Teilen und nutzen nur ein Tausendstel seiner maximalen Kapazität. Auch unter Einwirkung anderer Kräfte in der Anlage ist ein Durchbrechen des tausendfachen Gewichtes der Bauteile nicht möglich, so dass die Zugfestigkeit des Gewindebefestigers ausreichend ist und eine Beschädigung des Bolzens dadurch ausgeschlossen ist unzureichende Festigkeit.

Zweitens ist der Bruch der Schraube nicht auf die Ermüdungsfestigkeit der Schraube zurückzuführen:

Das Befestigungselement kann im Quervibrations-Löserungsexperiment nur einhundert Mal gelöst werden, im Ermüdungsfestigkeitsexperiment muss es jedoch eine Million Mal wiederholt vibrieren. Mit anderen Worten: Das Gewindebefestigungselement lockert sich, wenn es ein Zehntausendstel seiner Ermüdungsfestigkeit nutzt, und wir nutzen nur ein Zehntausendstel seiner großen Kapazität, sodass das Lösen des Gewindebefestigungselements nicht auf die Ermüdungsfestigkeit des Bolzens zurückzuführen ist.

Drittens ist der wahre Grund für die Beschädigung von Gewindebefestigungen die Lockerheit:

Nach dem Lösen des Befestigungselements entsteht eine enorme kinetische Energie mv2, die direkt auf das Befestigungselement und die Ausrüstung einwirkt und zu einer Beschädigung des Befestigungselements führt. Wenn das Befestigungselement beschädigt ist, kann das Gerät nicht mehr im Normalzustand arbeiten, was zu weiteren Schäden am Gerät führt.

Bei axialer Krafteinwirkung wird das Gewinde des Befestigungselements zerstört und der Bolzen abgezogen.

Bei Verbindungselementen, die einer Radialkraft ausgesetzt sind, wird die Schraube abgeschert und das Schraubenloch ist oval.

Viertens ist die Wahl der Gewindesicherungsmethode mit hervorragender Sicherungswirkung die Grundvoraussetzung für die Lösung des Problems:

Nehmen Sie als Beispiel einen Hydraulikhammer. Das Gewicht des GT80-Hydraulikhammers beträgt 1,663 Tonnen und seine seitlichen Bolzen bestehen aus 7 Sätzen M42-Bolzen der Klasse 10,9. Die Zugkraft jeder Schraube beträgt 110 Tonnen, und die Vorspannkraft wird als die Hälfte der Zugkraft berechnet, und die Vorspannkraft beträgt bis zu drei- oder vierhundert Tonnen. Der Bolzen bricht jedoch und Sie können ihn jetzt gegen einen M48-Bolzen austauschen. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Bolzenverriegelung das Problem nicht lösen kann.

Wenn eine Schraube bricht, können die Leute leicht daraus schließen, dass ihre Festigkeit nicht ausreicht. Daher verwenden die meisten von ihnen die Methode, den Festigkeitsgrad des Schraubendurchmessers zu erhöhen. Mit dieser Methode kann die Voranzugskraft der Schrauben erhöht werden, außerdem wurde die Reibungskraft erhöht. Selbstverständlich lässt sich auch die Antilockerungswirkung verbessern. Tatsächlich handelt es sich bei dieser Methode jedoch um eine unprofessionelle Methode mit zu hohen Investitionen und zu geringem Gewinn.

Kurz gesagt lautet die Schraube: „Wenn man sie nicht löst, geht sie kaputt.“