Forspenningen av en gjengetfestemiddelkobling refererer til den aksiale kompresjonskraften som påføres festet under montering før det bærer noen arbeidsbelastning. Passende forspenning er en vesentlig forutsetning for å sikre påliteligheten, tettheten og stabiliteten til gjengede forbindelser. Ikke-kompatibel forhåndsinnlasting vil forårsake ulike tilkoblingsfeil. Utilstrekkelig forspenning har en tendens til å føre til skjøtehull og relativ glidning mellom tilkoblede komponenter under belastning, noe som fører til at festemidler løsner og til og med unormal drift av hele maskinen. Overdreven forspenning vil forårsake kunstig skade på deler. For eksempel, i O-ringtetningsstrukturer vil overdreven forhåndsbelastning knuse O-ringen og føre til tetningsfeil og lekkasje.
Feil forhåndsbelastning av gjengede festeforbindelser forårsaker hovedsakelig følgende tre typer alvorlige konsekvenser:
1 Statisk svikt i festemidler og tilkoblede komponenter
Over-strammede boltermed overdreven forspenning vil overskride den statiske belastningsgrensen for festemidler og tilkoblede deler, noe som resulterer i kunstig strukturell skade. I milde tilfeller forårsaker det skjæreskader på trådtann, trådstripping og trådbeslag. I alvorlige tilfeller fører det til boltbrudd, knusing, forvrengning eller brudd på tilkoblede komponenter, noe som resulterer i fullstendig tap av tilkoblingsytelsen.
2 Utglidning, separering av tilkoblede deler og løsnefeil
For vanlige boltforbindelser utsatt for tverrbelastninger genererer forspenning normalt trykk på skjøteflaten, og friksjonskraften på kontaktflaten motstår ytre belastninger. Størrelsen på forspenningen bestemmer direkte den tverrgående bæreevnen til forbindelsen. Utilstrekkelig forspenning fører til utilstrekkelig friksjon på leddoverflaten, noe som forårsaker relativ glidning av tilkoblede komponenter, komponentforskyvning, avbøyning og overflaterynking. Under ekstreme arbeidsforhold vilboltkan skjæres av ved tverrgående skjærkraft.
For boltforbindelser som bærer aksial belastning, gir forspenning kompresjonskraft på skjøteflaten, og den effektive kompresjonskraften under drift er gjenværende forspenning. Utilstrekkelig forspenning reduserer kompresjonskraften på fugeoverflaten og forårsaker at forbindelsen løsner. Alvorlig separasjon av tilkoblede deler kan forekomme under varierende arbeidsforhold. I mellomtiden reduserer utilstrekkelig forbelastning i stor grad strukturens vibrasjonsmotstand. Intense tverrvibrasjoner generert under drift av utstyret vil til slutt føre til at mutteren løsner og tilkoblingsfeil.
3 Bolt Fatigue Failure
Feil forspenning er en stor indusering for brudd på boltutmatting. Selv om riktig redusert forspenning kan redusere den gjennomsnittlige spenningen av syklisk belastning på bolter, øker det amplituden for lastfluktuasjonen betydelig og forsterker vekslende spenningsvariasjon. Totalt sett reduserer dette slitetiden til bolter kraftig, forårsaker utmattingssprekker og brudd under langvarig vekslende belastning og vibrasjon, og utløser ytterligere plutselige tilkoblingsfeil.
Derfor må området for boltforspenning og tiltrekkingsmoment spesifiseres strengt i monteringsprosessen. I praktisk produksjon skal det vitenskapelige og rimelige tiltrekkingsmomentområdet bestemmes ved å vurdere viktighetsnivået, belastningstilstanden, bevegelsesmodus, strukturelle egenskaper, gjengespesifikasjon og styrkegrad, materialegenskaper til sammenkoblede deler og tilkoblingsformål. Monteringsoperasjoner må strengt følge de spesifiserte momentstandardene for å unngå over-stramming og under-stramming. Dette forbedrer effektivt den generelle påliteligheten til gjengede forbindelser og forbedrer utmattingsmotstanden og levetiden til festemidler og forbindelsesstrukturer.
