การวิเคราะห์สาเหตุของการแตกหักของสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงและกลยุทธ์การป้องกัน

ในการปฏิบัติทางวิศวกรรมผู้คนมักจะเชื่อผิดว่า "ความแข็งแกร่งของสลักเกลียวที่สูงขึ้นมีโอกาสน้อยที่จะทำลาย ." อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงกรณีของกรณีของสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงการแตกหักเป็นเรื่องธรรมดา . ปรากฏการณ์นี้เกิดจากผลกระทบที่ครอบคลุมของหลายมิติเช่นลักษณะของวัสดุกระบวนการติดตั้งสภาพแวดล้อมการใช้งานและการควบคุมคุณภาพ . ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบจากมุมมองทางเทคนิค .}}}}}}

ฉัน . ลักษณะวัสดุ: ความขัดแย้งระหว่างความแข็งแรงสูงและความเหนียวต่ำ

สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง (เช่นเกรด 8 . 8 และ 10.9) ตรงตามข้อกำหนดของสภาพการทำงานที่โหลดสูงโดยการเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ อย่างไรก็ตามคุณสมบัติเชิงกลของพวกเขาปฏิบัติตามกฎของ "ความสัมพันธ์เชิงลบระหว่างความแข็งแรงและความเหนียว":

ยิ่งความแข็งแรงสูงเท่าไหร่ความแข็งก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น(ตัวอย่างเช่นความแข็งของกเกรด 10.9 โบลต์ สามารถเข้าถึง hrc 32 - 39) แต่ การยืดตัวลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (โดยปกติน้อยกว่าหรือเท่ากับ 12%ในขณะที่สลักเกลียวธรรมดามากกว่าหรือเท่ากับ 20%) ส่งผลให้ความเหนียวของวัสดุลดลง . ลดลง

เมื่อโหลดเกินขีด จำกัด การออกแบบสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงจะได้รับการแตกหักแบบเปราะโดยตรงเนื่องจากขาดกระบวนการบัฟเฟอร์การเปลี่ยนรูปพลาสติกในขณะที่สลักเกลียวธรรมดาสามารถเตือนความล้มเหลวผ่านการเสียรูปที่ชัดเจน .}
ตรรกะหลัก: สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงส่วนใหญ่จะใช้ในสถานการณ์ที่มีความเครียดสูง (เช่นสะพานและอุปกรณ์พลังงานลม) . ภาระการทำงานของพวกเขามักจะเข้าใกล้ความแข็งแรงของวัสดุ (ประมาณ 80% ของความต้านทานแรงดึง) ค่า .

II . กระบวนการติดตั้ง: อิทธิพลของการควบคุมแรงบิดและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

1. การแตกหักที่เกิดจากแรงบิดเกินพิกัด

สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงบรรลุการเชื่อมต่อการเชื่อมต่อผ่านแรงบิดล่วงหน้า - การกระชับ . แรงพรี - สตึง70% - 75%ของความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ . เมื่อแรงบิดที่ใช้เกินขีด จำกัด นี้ความเครียด - พื้นที่เข้มข้นของ bolt shank (เช่นรากของด้าย) มีแนวโน้มที่จะสร้างรอยแตกเนื่องจากโอเวอร์โหลดในที่สุดนำไปสู่การแตกหัก .}}}
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพล:

ความแม่นยำของเครื่องมือ: หากข้อผิดพลาดความแม่นยำของประแจแรงบิด (มาตรฐานแห่งชาติต้องการ± 5% - ± 15%) ไม่ได้ทำการสอบเทียบแรงบิดที่แท้จริงอาจเกินค่าการออกแบบ .}

คุณสมบัติของผู้ประกอบการ: ตัวดำเนินการที่ไม่ได้รับการฝึกฝนอาจอ่านพารามิเตอร์แรงบิดผิดหรือใช้วิธีการกระชับที่ไม่ถูกต้อง (เช่นไม่กระชับในขั้นตอน) .

2. ความล้มเหลวที่เกิดจากความผันผวนในค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

แรงพรี - การกระชับที่เกิดขึ้นจริงในการเชื่อมต่อสลักเกลียวนั้นเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างถั่วและส่วนที่เชื่อมต่อ . เมื่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลงเนื่องจากการหล่อลื่นมากเกินไป (เช่นการใช้ผงแป้งคัมมากเกินไป) หรือการปนเปื้อนของพื้นผิว (คราบน้ำมัน, สนิม), แรงที่ทำให้แน่นหนา ประสิทธิภาพส่งผลให้เกิดการกระชับหรือการแตกหักมากเกินไปไม่เพียงพอ .

III . สภาพแวดล้อมการใช้งาน: ความเสียหายเมื่อยล้าและสภาพการทำงานผิดปกติ

1. ผลสะสมของการแตกหักของความเหนื่อยล้า

ภายใต้โหลดสลับกัน (เช่นการสั่นสะเทือนและการกระแทก), สลักเกลียวสูง - ความแข็งแรงมีแนวโน้มที่จะสร้างรอยแตกอ่อนเพลียที่เนื้อซึ่งศีรษะตรงกับก้าน . รอยแตกเหล่านี้ยากที่จะตรวจจับด้วยตาเปล่าในระยะเริ่มต้น
ปัจจัยเสี่ยง:

Over - Service Life: องค์กรบางแห่งนำสลักเกลียวกลับมาใช้ใหม่เพื่อลดต้นทุนเกินอายุการใช้งานของพวกเขา (โดยปกติจำนวนรอบที่ออกแบบมาน้อยกว่าหรือเท่ากับ10⁶ครั้ง) .

การออกแบบข้อบกพร่อง: การพิจารณาที่ไม่เพียงพอของการโหลดแบบไดนามิกในสภาพการทำงานจริงนำไปสู่สลักเกลียวที่อยู่ในสถานะความเครียดสูงเป็นเวลานาน .

2. การแตกหักรองที่เกิดจากการกระชับหลวม

เมื่อสูง -สลักเกลียวไม่ถึงแรงที่ระบุไว้ล่วงหน้า - มีช่องว่างขนาดใหญ่ในคู่การเชื่อมต่อซึ่งจะสร้างผลกระทบแบบลื่น - ผลกระทบภายใต้โหลดแบบไดนามิก .} ตัวอย่างเช่นในอุปกรณ์ขุดเจาะ, สลักเกลียวที่แน่นขึ้นอย่างหลวม ๆ สลักเกลียวสามารถเพิ่มขึ้นได้โดย 3 - 5 ครั้ง .

IV . ข้อบกพร่องด้านคุณภาพ: อันตรายที่ซ่อนอยู่ในวัสดุและกระบวนการ

1. ย่อย - ประสิทธิภาพของวัสดุมาตรฐาน

การเบี่ยงเบนในองค์ประกอบทางเคมี: เนื้อหาขององค์ประกอบเช่นคาร์บอน, แมงกานีสและซัลเฟอร์ในเหล็กไม่เป็นไปตามมาตรฐาน (ตัวอย่างเช่นปริมาณคาร์บอนที่มากเกินไปนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความเปราะบาง) .

การรวมมากเกินไป: ไม่ใช่การรวมโลหะ (เช่นอลูมินาและซัลไฟด์) ในวัตถุดิบกลายเป็นแหล่งร้าว .

2. ข้อบกพร่องในกระบวนการบำบัดความร้อน

อุณหภูมิดับที่ไม่เหมาะสม: อุณหภูมิที่สูงเกินไปทำให้ธัญพืชกลายเป็นหยาบลดความเหนียว อุณหภูมิต่ำมากเกินไปส่งผลให้ความแข็งไม่เพียงพอ .

ไม่เพียงพอ: ความเครียดที่เหลือจะไม่ถูกกำจัดออกไปทิ้งไมโครที่ซ่อนอยู่ - รอยแตกภายในสลักเกลียว .}

v . มาตรการป้องกันอย่างเป็นระบบ

ขั้นตอนการติดตั้งใช้ประแจแรงบิดสูง - ความแม่นยำ (สอบเทียบเป็นประจำ) ดำเนินการขั้นตอน - โดยขั้นตอนของ "การกระชับเริ่มต้น - การขันขั้นสุดท้าย" และผู้ประกอบการจะต้องได้รับการรับรอง .

การจัดการสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน: ควบคุมกระบวนการบำบัดพื้นผิว (เช่นการเคลือบ Dacromet) และห้ามการใช้สารหล่อลื่นที่มีผลต่อประสิทธิภาพการเสียดสี .

ชีวิต - การจัดการวงจร: สร้างไฟล์สายฟ้า ระบบวัฏจักรการเปลี่ยนและดำเนินการตรวจจับข้อบกพร่องอัลตราโซนิกทั่วไปในส่วนที่สูง - ความเครียด .

การตรวจสอบย้อนกลับที่มีคุณภาพ: ควบคุมการจัดหาวัตถุดิบอย่างเคร่งครัด (ต้องการรายงานการทดสอบที่สาม - งานปาร์ตี้) และเพิ่มลิงค์การวิเคราะห์โลหะไปยังกระบวนการบำบัดความร้อน .

บทสรุป

ความน่าเชื่อถือของสลักเกลียวสูง - ความแข็งแรงเป็นผลมาจากการมีเพศสัมพันธ์ของปัจจัยหลายอย่าง . จำเป็นต้องใช้การจัดการที่ละเอียดอ่อนตลอดกระบวนการทั้งหมดของวัสดุกระบวนการและการใช้งาน . ผ่านการออกแบบทางวิทยาศาสตร์การดำเนินการมาตรฐานและการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง