Forspændingen af et gevindfastgørelsesmiddelforbindelse refererer til den aksiale kompressionskraft, der påføres fastgørelseselementet under montering, før det bærer nogen arbejdsbelastning. Passende forspænding er en væsentlig forudsætning for at sikre pålidelighed, tæthed og stabilitet af gevindforbindelser. Ikke-kompatibel forudindlæsning vil forårsage forskellige forbindelsesfejl. Utilstrækkelig forspænding har en tendens til at resultere i fugemellemrum og relativ glidning mellem tilsluttede komponenter under belastning, hvilket medfører, at fastgørelseselementer løsner sig og endda unormal drift af hele maskinen. Overdreven forspænding vil forårsage kunstig skade på dele. For eksempel i O-ringforseglingsstrukturer vil overdreven forbelastning knuse O-ringen og føre til tætningsfejl og lækage.
Forkert forspænding af gevindfastgørelsesforbindelser forårsager hovedsageligt følgende tre typer alvorlige konsekvenser:
1 Statisk svigt af fastgørelseselementer og tilsluttede komponenter
Over-spændte boltemed for høj forspænding vil overskride den statiske belastningsgrænse for fastgørelseselementer og tilsluttede dele, hvilket resulterer i kunstig strukturel skade. I milde tilfælde forårsager det forskydningsskader på gevindtand, afisolering af tråde og fastklemning af tråde. I alvorlige tilfælde fører det til boltbrud, knusning, forvrængning eller brud på tilsluttede komponenter, hvilket resulterer i fuldstændigt tab af forbindelsesydelse.
2 Skridning, adskillelse af forbundne dele og løsne fejl
For almindelige boltforbindelser udsat for tværgående belastninger genererer forspænding normalt tryk på samlingsfladen, og friktionskraften på kontaktfladen modstår ydre belastninger. Størrelsen af forspændingen bestemmer direkte forbindelsens tværgående bæreevne. Utilstrækkelig forspænding fører til utilstrækkelig friktion på samlingsoverfladen, hvilket forårsager relativ glidning af tilsluttede komponenter, komponentforskydning, afbøjning og overfladerynkning. Under ekstreme arbejdsforhold erboltkan skæres af ved tværgående forskydningskraft.
For boltforbindelser, der bærer aksiale belastninger, giver forspænding kompressionskraft på samlingsoverfladen, og den effektive kompressionskraft under drift er den resterende forspænding. Utilstrækkelig forspænding reducerer kompressionskraften på samlingsoverfladen og medfører, at forbindelsen løsner sig. Alvorlig adskillelse af forbundne dele kan forekomme under svingende arbejdsforhold. I mellemtiden reducerer utilstrækkelig forspænding i høj grad strukturens vibrationsmodstand. Intense tværgående vibrationer, der genereres under drift af udstyret, vil i sidste ende forårsage, at møtrikken løsner sig og forbindelsesfejl.
3 Bolt træthedsfejl
Forkert forspænding er en væsentlig årsag til bolttræthedsfejl. Selvom korrekt reduceret forspænding kan sænke den gennemsnitlige spænding af cyklisk belastning på bolte, øger det belastningsudsvingsamplituden betydeligt og intensiverer vekslende spændingsvariation. Samlet set reducerer dette i høj grad udmattelseslevetiden for bolte, hvilket forårsager udmattelsesrevner og brud under langvarige vekslende belastninger og vibrationer og yderligere udløser pludselige forbindelsesfejl.
Derfor skal området for boltforspænding og tilspændingsmoment være nøje specificeret i samlingsprocessen. Ved praktisk produktion skal det videnskabelige og rimelige tilspændingsmomentområde bestemmes ved en omfattende overvejelse af vigtighedsniveauet, belastningstilstanden, bevægelsestilstanden, strukturelle egenskaber, gevindspecifikation og styrkekvalitet, materialeegenskaber af forbundne dele og forbindelsesformål. Monteringsoperationer skal nøje følge de specificerede drejningsmomentstandarder for at undgå over-tilspænding og under-tilspænding. Dette forbedrer effektivt den samlede pålidelighed af gevindforbindelser og forbedrer udmattelsesmodstanden og levetiden for fastgørelseselementer og forbindelsesstrukturer.
