In onze industriële productie breken bouten vaak. Waarom breken bouten? Vandaag wordt dit hoofdzakelijk vanuit vier aspecten geanalyseerd.
In feite breken de meeste bouten door loszitten, en ze breken dus door loszitten. Omdat het losraken en breken van een bout in grote lijnen hetzelfde is als een vermoeiingsbreuk, kunnen we uiteindelijk altijd de oorzaak vinden in de vermoeiingssterkte. Sterker nog, de vermoeiingssterkte is zo groot dat we het ons nauwelijks kunnen voorstellen, en bouten hebben tijdens gebruik helemaal geen vermoeiingssterkte nodig.
Ten eerste wordt boutbreuk niet veroorzaakt door de treksterkte van de bout:
Neem bijvoorbeeld een M20×80 bout van sterkteklasse 8.8. Deze weegt slechts 0,2 kg, terwijl de minimale trekbelasting 20 ton bedraagt, oftewel 100.000 keer het eigen gewicht. Over het algemeen gebruiken we deze bout alleen voor het bevestigen van onderdelen van 20 kg en benutten we slechts een duizendste van de maximale capaciteit. Zelfs onder invloed van andere krachten in de apparatuur is het onmogelijk dat de bout breekt bij een belasting die duizend keer het gewicht van de onderdelen bedraagt. De treksterkte van de schroef is dus voldoende en het is onmogelijk dat de bout beschadigd raakt door onvoldoende sterkte.
Ten tweede is de boutbreuk niet te wijten aan de vermoeiingssterkte van de bout:
De schroef kan in het experiment met dwarsvibratie slechts honderd keer losgedraaid worden, maar in het experiment met vermoeiingssterkte moet deze een miljoen keer herhaaldelijk trillen. Met andere woorden, de schroef raakt los wanneer slechts een tienduizendste van zijn vermoeiingssterkte wordt gebruikt, en wij gebruiken slechts een tienduizendste van zijn maximale capaciteit. Het losraken van de schroef is dus niet te wijten aan de vermoeiingssterkte van de schroef.
Ten derde is de werkelijke oorzaak van de schade aan schroefverbindingen loszitten:
Nadat de bevestiging is losgedraaid, komt er een enorme kinetische energie mv² vrij, die direct inwerkt op de bevestiging en de apparatuur, waardoor de bevestiging beschadigd raakt. Door de beschadiging van de bevestiging kan de apparatuur niet meer normaal functioneren, wat vervolgens leidt tot verdere schade aan de apparatuur.
De schroefdraad van de bevestiging die aan axiale kracht wordt blootgesteld, wordt beschadigd en de bout wordt losgetrokken.
Bij bevestigingsmiddelen die aan radiale krachten worden blootgesteld, wordt de bout afgeschoven en het boutgat ovaal.
Ten vierde is het kiezen van een schroefdraadborgmethode met een uitstekend borgend effect essentieel voor het oplossen van het probleem:
Neem bijvoorbeeld een hydraulische hamer. De GT80 hydraulische hamer weegt 1,663 ton en de zijbouten bestaan uit 7 sets M42-bouten van klasse 10.9. De trekkracht van elke bout is 110 ton, en de voorspanning wordt berekend als de helft van de trekkracht, wat neerkomt op drie- of vierhonderd ton. Toch breekt de bout en moet deze worden vervangen door een M48-bout. De fundamentele reden hiervoor is dat boutborging het probleem niet oplost.
Wanneer een bout breekt, concludeert men al snel dat de sterkte ervan onvoldoende is. Daarom kiezen de meesten ervoor om de boutdiameter te vergroten. Deze methode verhoogt de voorspanning van de bout en daarmee ook de wrijvingskracht. Uiteraard verbetert dit ook de weerstand tegen losraken. Deze methode is echter in feite geen professionele aanpak, met een hoge investering en een lage opbrengst.
Kortom, het principe van de bout is: "Als je hem niet losdraait, breekt hij."
Geplaatst op: 29 november 2022
