Có rendây buộcĐấu nối là phương pháp đấu nối cơ bản và được sử dụng phổ biến nhất trong lắp ráp cơ khí. Trong quá trình sử dụng, ốc vít dễ bị lỏng dưới tác động của rung động thiết bị, tải xen kẽ, tải va đập và các điều kiện làm việc khác, điều này trực tiếp làm giảm độ chính xác lắp ráp và độ tin cậy an toàn vận hành của thiết bị, đồng thời ảnh hưởng hơn nữa đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Bài viết này phân tích một cách toàn diện các nguyên nhân chính gây lỏng các kết nối dây buộc có ren, đồng thời giới thiệu các cấu trúc chống-nới lỏng và các biện pháp bảo vệ thường được sử dụng, cung cấp tài liệu tham khảo cho việc ứng dụng hợp lý các đầu nối có ren.

1 Nguyên nhân làm lỏng các kết nối dây buộc ren

Nguyên lý cốt lõi của kết nối dây buộc bằng ren là nén và cố định các bộ phận được kết nối thông qua tải trước dọc trục được tạo ra khi siết chặt bu lông. Sự suy giảm hoặc hư hỏng của tải trước dọc trục sau khi siết chặt bu lông được xác định là do lỏng mối nối ren. Các nguyên nhân chính gây lỏng kết nối ren được tóm tắt như sau:

1.1 Lỗi thiết kế

(1) Lựa chọn bu lông không đúng cách

Trong lúcchốtsiết chặt, lực kẹp của mối nối tăng lên khi tải trước bu lông tăng lên. Khi tải trước đạt đến giới hạn chảy của vật liệu bu lông, biến dạng dẻo xảy ra trên bu lông. Trong trường hợp này, việc tăng tải trước liên tục dẫn đến lực kẹp tăng không đáng kể hoặc không tăng. Việc siết quá-quá mức sẽ làm giảm dần lực kẹp và cuối cùng gây gãy bu lông. Do đó, các nhà thiết kế phải tính toán chính xác mô-men xoắn siết chặt bu lông, đồng thời lựa chọn các thông số kỹ thuật và sơ đồ kết nối bu lông phù hợp dựa trên trọng lượng của các bộ phận, điều kiện làm việc của ổ trục, thông số an toàn và các thông số khác để tránh bị lỏng và gãy do lựa chọn không đúng.

(2) Thiết kế chống nới lỏng{1}} bị thiếu hoặc không hợp lý

Các kết nối ren hoạt động liên tục trong các điều kiện làm việc phức tạp như rung, tải trọng và tác động xen kẽ. Trong trường hợp không có cấu trúc chống nới lỏng hiệu quả hoặc cơ cấu chống nới lỏng được kết hợp không-không đúng cách, các lỗi như lỏng ren và rơi khỏi bu lông và đai ốc có thể xảy ra. Theo đó, các biện pháp chống nới lỏng có mục tiêu-phải được định cấu hình theo điều kiện vận hành thiết bị trong giai đoạn thiết kế sản phẩm để ngăn ngừa lỗi kết nối trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.

1.2 Tải trước không đủ

Tải trước được tạo ra sau khi siết bu lông trực tiếp xác định hiệu ứng kẹp giữa các bộ phận được kết nối và tải trước không đủ là một trong những nguyên nhân cốt lõi khiến kết nối ren bị lỏng. Lắp ráp tiêu chuẩn yêu cầu tải trước bu lông phải gần hoặc đạt cường độ chảy của vật liệu để đảm bảo độ ổn định của kết nối. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, lắp ráp có nhiều yếu tố dẫn đến mô-men xoắn siết không đạt tiêu chuẩn, trong đó có lực lượng thao tác của công nhân hạn chế và dụng cụ lắp ráp không khớp. Ngoài ra, một số tài liệu quy trình không xác định mô-men xoắn siết bu lông tiêu chuẩn và không có dụng cụ mô-men xoắn đặc biệt nào được trang bị tại các trạm lắp ráp. Người vận hành đánh giá trạng thái siết chặt chỉ bằng kinh nghiệm và trực giác, dẫn đến việc tải trước bu lông không đủ ở những khu vực-dễ bị rung và không thể nới lỏng sau-hoạt động lâu dài.

1.4 Nới lỏng do biến dạng lõm bề mặt ổ trục

Khi các bề mặt chịu lực củabu lông và đai ốcvà bề mặt tiếp xúc của các bộ phận được kết nối chịu tải trọng nén, ứng suất cục bộ quá mức sẽ gây ra biến dạng dẻo như lõm và sụp bề mặt. Sự biến dạng của bề mặt ổ trục trực tiếp dẫn đến sự suy giảm hoặc mất hoàn toàn tải trước hiệu quả của bu lông, làm tăng độ hở vừa vặn của các kết nối ren và cuối cùng gây ra lỗi nới lỏng của ốc vít.

1.4 Quy trình lắp ráp phi tiêu chuẩn

Đối với các kết cấu lắp ráp có nhiều bu lông phân bố đều, việc thiếu các thông số kỹ thuật quy trình siết chặt tiêu chuẩn sẽ dẫn đến ứng suất không cân bằng và độ kín không nhất quán của từng bu lông do trình tự siết không đều khi người vận hành làm việc thuần túy theo kinh nghiệm, dẫn đến lỏng các mối nối. Ví dụ: các bu lông lắp phân bố hình vuông phải được siết chặt theo đường chéo và theo nhiều lượt để đảm bảo lực căng đồng đều lên tất cả các bu lông. Các quy trình lắp ráp không-theo tiêu chuẩn sẽ không chỉ khiến bu-lông bị lỏng mà còn dẫn đến biến dạng của các bộ phận được kết nối và độ chính xác của cụm lắp ráp-không-dung sai do phân bố ứng suất không đồng đều.

1.5 Khiếm khuyết về chất lượng xử lý của các bộ phận

Độ chính xác gia công của lỗ ren và lỗ lắp bu lông ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng lắp ráp và hiệu ứng tải trước của kết nối ren. Độ lệch khẩu độ là yếu tố chính gây ra hiện tượng lỏng lẻo: các lỗ có kích thước quá nhỏ dẫn đến khó lắp ráp và lắp ren không đủ; lỗ quá khổ làm giảm diện tích tiếp xúc giữabu lông/đai ốccác bề mặt chịu lực và các bộ phận được kết nối, gây ra sự tập trung ứng suất cục bộ và biến dạng lõm, phá hủy trạng thái siết chặt trước và cuối cùng dẫn đến hỏng các ốc vít khi nới lỏng.

2 Cấu trúc chống nới lỏng-phổ biến cho các kết nối dây buộc có ren

Theo nguyên tắc làm việc, cấu trúc chống-nới lỏng cho các kết nối ren được chia thành ba loại: chống lỏng-ma sát, chống lỏng-cơ học và chống lỏng-vĩnh viễn. Nguyên tắc làm việc và kịch bản ứng dụng của từng loại như sau: