Почему откручиваются болты на колесах

1. Вступление

Практически в каждом техническом изделии, независимо от его сложности, используются резьбовые соединения. Основным преимуществом резьбовых крепежных элементов по сравнению с большинством других состоит в том, что такое соединение можно многократно разбирать и использовать повторно. Тем не менее, оно может стать источником проблем, вызванных самопроизвольным ослаблением.

Проблема самоослабления известна с начала промышленной революции, и в течение последних 150 лет изобретатели разрабатывали способы предотвратить ее.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Несчастные случаи, непосредственно вызванные самораскручиванием крепежа, случаются в различных сферах и порой могут привести к катастрофическим последствиям.

Первый способ — грубая сила

Сложности с откручиванием болтов чаще всего возникают из-за того, что на шиномонтаже пневмопистолетом слишком сильно закручивают болты на колёсах. Кроме того, от времени резьба может окислиться и болт, что называется, прикипает. Для начала попробуем использовать стандартный инструмент для смены колеса, который есть в каждой машине.

Найденные камни также помогут нам при откручивании прикипевшей гайки или болта. Надев баллонный ключ на болт, вы должны несколько раз с силой ударить камнем по рукояти ключа. Также можно встать на ключ ногой и слегка попрыгать, пока болт со скрипом не начнёт отворачиваться.

Второй способ — химия

Если грубая сила не помогла, то придётся использовать специальные средства, помогающие открутить то, что откручиваться не хочет. Самое верное средство — это смазка WD-40, которая есть, наверное, у каждого автолюбителя. Необходимо обильно залить этой смазкой наш неподдающийся болт и выждать несколько минут, чтобы «вэдэшка» проникла в резьбу.

Если в машине не оказалось никакой смазки, то можно немного взять из бочка с тормозной жидкостью. Далее необходимо с силой дёргать ключ то в одну, то в другую сторону, как бы раскачивая болт. Это позволит разрушить слой ржавчины в резьбе. Если продолжает сопротивляться, то опять берём камень и переходим к первому способу.

3. Почему резьбовой крепеж самопроизвольно раскручивается?

Затянутое крепежное соединение может самопроизвольно раскручиваться, когда витки резьбы начинают двигаться относительно друг друга. Такое движение происходит, когда сдвигающее усилие, действующее на соединение, больше, чем сила сопротивления трению, создаваемая преднагрузкой болта. При многократных поперечных движениях этот механизм может привести к тому, что крепеж полностью раскрутится.

Рис. 4. Так называемые, графики затухания преднагрузки используются для определения сопротивления конкретного типа крепежа самопроизвольному ослаблению. Такие графики отображают преднагрузку болта в зависимости от количества циклов испытаний.

Способ третий — когда ничего не помогло

Когда своими силами справиться с болтом или гайкой не удаётся, то придётся ехать в автосервис, где есть мощный пневматический инструмент. Только заранее нужно купить комплект новых колёсных болтов. Если же хочется самостоятельно одержать победу над закипевшем болтом, и время не имеет значения, то можно использовать старый дедовский метод борьбы с прикипевшими болтами.

Фото с интернет-ресурсов

4. Тест на самопроизвольное ослабление узла крепления

Юнкер разработал вибростенд для исследования влияния сдвигающего усилия на детали, соединенные резьбовым крепежом. Вибростенд позволяет передавать циклическое поперечное смещение в резьбовое соединение. Датчик нагрузки внутри соединения позволяет непрерывно контролировать нагрузку на болт, когда к резьбовому соединению прилагается движение в поперечном направлении.

Почему откручиваются болты на колесах

Рис 6. Некоторые, так называемые, блокирующие устройства совершенно неэффективны в предотвращении раскручивания. Например, установка спиральной шайбы под головку болта может привести к ослаблению соединения быстрее, чем при использовании одного болта.
Тестирование шайбы-гровера подробно описано в отдельной статье.

Способы и средства, применяемые против самооткручивания болтов и гаек

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

Первый и главный способ против спонтанного раскручивания болта – это правильная контровка любого разъемного соединения. Для этой цели используются различные средства:

  • шплинты и специальная проволока;
  • контргайки и шайбы различной конструкции;
  • булавки и другие стопорные изделия.

Действующими нормативами рекомендуется при производстве ремонтных работ использовать «родные» крепежные устройства, а контровочные детали применять только те, которые предусмотрены производителем конструкции. Например, нельзя использовать одинарные шайбы вместо двойных либо пружинные ставить на место пластинчатых. Кроме этого, категорически запрещено использовать контровочные приспособления повторно, при замене ставить нужно только новые.

На следующем рисунке изображено, как правильно контрить болтовые соединения проволокой (стрелки указывают направление откручивания гаек).

Важно помнить о том, что пневматический гайковерт применяется только при разборке крепежного узла. Финишная затяжка гаек и болтов должна выполняться динамометрическим ключом с соблюдением величины крутящего момента для конкретного типа крепежа.

Эффективно бороться с самопроизвольным раскручиванием болтов помогают своевременные профилактические мероприятия: осмотры, проверки, обследования с применением специальных приборов. При малейших подозрениях на появление коррозии, обнаружении укороченного размера болта или потянутой резьбы, разбитого конуса необходимо принимать срочные меры по замене крепежного соединения.

Такие гайки часто используются для предотвращения полного раскручивания болтового соединения. Известно, что по мере того, как преобладающий крутящий момент увеличивается, увеличивается как сопротивление самораскручиванию, так и напряжение кручения, вызванное трением на витках резьбы. Вибростенд Юнкера был модифицирован для того, чтобы к соединению одновременно прилагались напряжение трения и поперечная нагрузка. Схема проведения испытаний показана на рисунке 9.

Рис.8. Самоконтрящиеся гайки действительно можно рассматривать только как устройства фиксации болтов (при поперечном смещении соединения), а не как «контргайки».

6. Разжимание

Самопроизвольное ослабление происходит, когда крепеж вращается под действием внешней нагрузки. Невращательное ослабление – это когда относительного перемещения между внутренней и внешней резьбой нет, но потеря преднагрузки происходит. Когда последнее происходит без движения крепежа, используется термин «разжимание».

Рис 9. Вибростенд Юнкера был модифицирован для того, чтобы к соединению одновременно прилагались напряжение трения и поперечная нагрузка. При определенных условиях самоконтрящиеся гайки могут продолжать самопроизвольно раскручиваться и в итоге просто сорвутся с болта.

Впрессовывание – форма разжимания, связанная с локальной пластической деформацией, которая возникает под поверхностью гайки, на поверхностях стыка и в резьбе в результате пластического выравнивания шероховатости. Это происходит даже тогда, когда нагрузка ниже предела текучести болта или предельного поверхностного давления материала соединения и является результатом того, что реальная площадь контакта между поверхностями меньше, чем видимая.

На практике раскручивание гаек и болтов часто является комбинацией разжимания, которое приводит к уменьшению преднагрузки, и они начинают двигаться друг относительно друга. Как только возникает подвижность в соединении – детали крепежа обычно выходят из строя либо происходит самораскручивание.

Рис. 10. При увеличении видно, что поверхности гладких на вид поверхностей не такие уж гладкие. Это создает локализованные очаги высокого напряжения, когда резьбовое соединение подвегается нагрузкам. Это приводит к частичному разрушению контактных поверхностей и уменьшению преднагрузки. Разрушение поверхности происходит как во время затягивания, так и после, когда нагрузке подвергаются все составляющие элементы.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Статьи о продукции20.09.2019 13:26:34

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть