Reibverschleiß in Schraubverbindungen: Ursachen und Lösungen für Verbindungselemente

Reibverschleiß in Schraubverbindungen ist ein häufiges Problem bei Maschinen, Fahrzeugen, Windkraftanlagen, Schienensystemen, Pumpen, Kompressoren und vibrierenden Stahlkonstruktionen. Es entsteht meist dort, wo sich zwei eingespannte Flächen unter Belastung leicht gegeneinander bewegen. Die Bewegung ist gering, aber der Schaden kann mit der Zeit zunehmen.

Auf den ersten Blick kann der Reibverschleiß wie dunkles Pulver, rotbraune Ablagerungen, poliertes Metall, kleine Grübchen oder oberflächliche Narben rund um das Schraubenloch, die Unterlegscheibenfläche oder die Verbindungsstelle aussehen. Wenn die Ursache nicht behoben wird, kann es zu Vorspannungsverlust, Ermüdungsrissen, Schraubenlockerung, Oberflächenschäden und frühem Verbindungsversagen kommen.

Für hochfeste Schrauben, Unterlegscheiben und beschichtete Verbindungselemente, die in anspruchsvollen Baugruppen verwendet werden, können Käufer XZ Fastener prüfen hochfeste Verbindungselemente, Unterlegscheiben, und verschiedene beschichtete Verbindungselemente Seiten.

Was ist Reibverschleiß?

Kleine Bewegung, wiederholter Schaden

Reibverschleiß tritt auf, wenn zwei Kontaktflächen wiederholt Mikrogleiten erfahren. Die Bewegung beträgt zwar nur wenige Mikrometer, reicht jedoch aus, um den Oberflächenfilm zu beschädigen und Abrieb zu erzeugen.

Bei Schraubverbindungen geschieht dies häufig dann, wenn die Klemmkraft nicht ausreicht, um eine Bewegung zwischen den verbundenen Teilen zu verhindern.

Fretting ist nicht dasselbe wie normale Korrosion. Es handelt sich um einen kombinierten Verschleiß- und Oxidationsprozess, der durch wiederholte kleine Bewegungen verursacht wird.

Warum es bei Schraubverbindungen zu Fressen kommt

Das Gelenk bewegt sich, obwohl es nicht bewegt werden sollte

Eine ordnungsgemäß konstruierte Schraubverbindung sollte verhindern, dass die geklemmten Teile unter Betriebslast verrutschen. Wenn äußere Vibrationen, Scherbelastungen, Temperaturwechsel oder Stöße die Reibungskapazität des Gelenks überschreiten, kommt es zu Mikrobewegungen.

Fressen wird oft auf die Schraube zurückgeführt, aber das gesamte Verbindungsdesign muss in der Regel überprüft werden.

Warum Ärger riskant ist

Es kann zu Ermüdungsrissen kommen

Das größte Risiko ist nicht nur der Oberflächenverschleiß. Durch Reibverschleiß entstehen kleine beschädigte Bereiche, die zu Rissansatzpunkten werden können. Bei hochzyklischen Vibrationen kann dies die Ermüdungslebensdauer erheblich verkürzen.

Ärger kann auch Wartungsteams in die Irre führen. Die Verbindung sieht möglicherweise fest aus, aber die Vorspannung ist möglicherweise bereits verringert. Eine Mutter kann sich noch in Position befinden, während sich die Spannflächen langsam bewegen.

Bei rotierenden oder vibrierenden Maschinen ist Reibverschleiß ein Warnzeichen. Es sollte nicht als kosmetisches Problem ignoriert werden.

Befestigungslösungen zur Fretting-Kontrolle

Beginnen Sie mit Vorspannung und Gelenksteifigkeit

Die beste Verbindungslösung ist normalerweise kein einzelnes Spezialteil. Es handelt sich um ein kontrolliertes Befestigungssystem.

Zu den wichtigsten Kontrollen gehören:

1. Verwenden Sie die richtige Schraubengröße und -sorte.
2. Wenden Sie die richtige Vorspannung an.
3. Verwenden Sie eine geeignete Anzugsmethode.
4. Wählen Sie Unterlegscheiben mit der richtigen Härte und Auflagefläche.
5. Vermeiden Sie weiche Oberflächen bei hoher Klemmlast.
6. Verwenden Sie Sperrfunktionen dort, wo Vibrationen sie erfordern.
7. Bestätigen Sie die Auswirkungen von Beschichtung und Schmierung auf das Drehmoment.
8. Überprüfen Sie die Verbindung nach der ersten Wartung, wenn die Anwendung kritisch ist.

Für die Materialauswahl: XZ Fastener Kohlenstoffstahl Befestigungselemente und Edelstahl Befestigungselemente Seiten können Käufern dabei helfen, gängige Optionen zu vergleichen.

Auswahl von Unterlegscheiben und Lagerflächen

Die Unterlegscheibe kann die Verbindung herstellen oder zerstören

Unterlegscheiben werden bei Fretting-Problemen oft übersehen. Unter Last kann sich eine weiche Unterlegscheibe festsetzen und so die Vorspannung verringern. Eine Unterlegscheibe mit schlechter Ebenheit kann zu ungleichmäßigem Kontakt führen. Eine zu kleine Unterlegscheibe kann den Druck konzentrieren.

Bei hochfesten Schraubenverbindungen sollte die Härte der Unterlegscheibe mit der Schraubensorte und den Anwendungsanforderungen übereinstimmen.

Beschichtung, Schmierung und Oberflächenzustand

Die Oberflächenbeschaffenheit verändert die Reibung

Eine Beschichtung kann Korrosion reduzieren, verändert aber auch die Reibung. Verzinkung, Feuerverzinkung, Zinklamellenbeschichtung, Beschichtungen vom Typ Dacromet, PTFE, schwarz oxidiert und Phosphatbeschichtungen verhalten sich beim Anziehen unterschiedlich.

Wenn der Drehmomentwert aus einem anderen Beschichtungszustand kopiert wird, ist die Vorspannung möglicherweise zu niedrig oder zu hoch. Ein zu niedriger Wert kann zum Verrutschen der Gelenke führen. Zu hoch kann das Gewinde beschädigen oder die Verbindungsoberfläche beschädigen.

Beschichtungsreferenzen finden Sie unter XZ Fastener PTFE-Beschichtung und Zink-Aluminium-Beschichtung Seiten.

Checkliste für Design und Inspektion

Vermeiden Sie Reibverschleiß vor der Produktion

Eine verschleißfeste Schraubverbindung sollte vor der Massenproduktion oder der Installation vor Ort überprüft werden.

Wenn während der Wartung Verschleiß festgestellt wird, überprüfen Sie nicht nur das Befestigungselement. Überprüfen Sie den Lochzustand, den Plattenkontakt, die Ausrichtung, die Oberflächenbeschaffenheit und die Vibrationsquelle.

RFQ Checkliste für Fretting-empfindliche Anwendungen

Was Käufer angeben sollten

Ein vollständiger RFQ sollte Folgendes enthalten:

• Typ, Standard, Größe und Güte des Befestigungselements.
• Anforderungen an Muttern und Unterlegscheiben.
• Oberflächenbeschaffenheit und Schmierzustand.
• Anwendungsbelastung und Vibrationszustand.
• Erforderliches Drehmoment oder Vorspannung.
• Informationen zur Lageroberfläche oder zum Verbindungsmaterial.
• Sperrmethode, falls angegeben.
• Schichtdicke oder Reibungsanforderung.
• Zertifikats-, Inspektions- und Rückverfolgbarkeitsanforderungen.
• Bei Bedarf Musterprüfung oder Montageversuch.

Für projektspezifische Schrauben, Unterlegscheiben, Sicherungsmuttern, beschichtete Befestigungselemente oder kundenspezifische Baugruppen senden Sie Zeichnungen und Servicebedingungen per E-Mail XZ Fastener Kontaktieren Sie uns.

Abschließende Empfehlung

Reibverschleiß in Schraubverbindungen wird durch kleine wiederholte Bewegungen zwischen den Klemmflächen verursacht. Die eigentliche Lösung besteht darin, diese Bewegung durch richtige Vorspannung, Auswahl der Unterlegscheibe, Oberflächenkontrolle, Verbindungsdesign und Vibrationsmanagement zu verhindern.

Eine stärkere Schraube allein kann die Fresserscheinungen möglicherweise nicht lösen. Auch eine bessere Beschichtung allein löst das Problem möglicherweise nicht. Das Befestigungssystem muss als vollständige Verbindung gewählt werden. Wenn Vorspannung, Oberflächenzustand, Unterlegscheibenunterstützung und Verriegelungsmethode gemeinsam gesteuert werden, sinkt das Risiko von Reibverschleiß erheblich.