ในการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวแบบความตึง- ความแข็งแรงโดยรวมของข้อต่อจะพิจารณาจากความสามารถในการรับน้ำหนัก-ของตัวสลักเกลียวเป็นหลัก ความแข็งแรงของโบลต์ได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงคุณสมบัติของวัสดุ รูปแบบโครงสร้าง พารามิเตอร์มิติ กระบวนการผลิต และเทคนิคการประกอบ เพื่อปรับปรุงความจุแบริ่ง ความต้านทานความล้า และความน่าเชื่อถือโดยรวมของการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเพิ่มความแข็งแรงสามารถทำได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้าง การปรับปรุงกระบวนการ และมาตรฐานการประกอบ บทความนี้จะแนะนำมาตรการทางเทคนิคที่สำคัญอย่างเป็นระบบเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของการเชื่อมต่อแบบเกลียว
01 การปรับปรุงการกระจายน้ำหนักระหว่างฟันเกลียว
เมื่อใช้น็อตธรรมดามาตรฐาน โหลดตามแนวแกนจะกระจายไม่สม่ำเสมอระหว่างการกลึงเกลียวแต่ละครั้ง เริ่มต้นจากพื้นผิวลูกปืนน็อต เกลียวแรกจะรับภาระที่ใหญ่ที่สุด และภาระจะค่อยๆ ลดลงในเกลียวต่อๆ ไป การวิเคราะห์ทางทฤษฎีและการตรวจสอบเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าการกลึงเกลียวที่มีส่วนร่วมมากขึ้นส่งผลให้ภาระงานไม่สม่ำเสมอมากขึ้น เกลียวที่เลยรอบที่ 8 ถึงรอบที่ 10 แทบจะไม่รับน้ำหนักใดๆ เลย ดังนั้นการเพิ่มความหนาของน็อตและการหมุนของเกลียวจึงไม่สามารถเพิ่มความแข็งแรงของการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวได้
น็อตปรับความตึงแบบแขวนสามารถปรับปรุงการกระจายโหลดเกลียวได้อย่างมาก ส่วนแขวนแบบเรียวของน็อตและก้านโบลต์ผ่านการเสียรูปแรงดึงแบบซิงโครนัส ช่วยลดความแตกต่างในการเสียรูปของพิทช์ระหว่างน็อตและสลักเกลียวดังนั้นจึงมีการกระจายโหลดที่สม่ำเสมอบนเกลียวที่เชื่อมต่อทั้งหมด น็อตวงแหวน-ทำงานบนหลักการที่คล้ายกัน โดยปรับความเค้นของเกลียวให้เท่ากัน ปรับปรุงประสิทธิภาพการยึดเกลียว และเพิ่มความแข็งแรงในการเชื่อมต่อโดยรวม
02 การหลีกเลี่ยงและลดความเครียดจากการดัดงอเพิ่มเติม
ในกระบวนการออกแบบ การตัดเฉือน และการประกอบ โบลต์มีแนวโน้มที่จะได้รับความเครียดจากการโค้งงอเพิ่มเติมซึ่งเกิดจากข้อผิดพลาดทางโครงสร้าง ความเบี่ยงเบนของการตัดเฉือน และการติดตั้งที่ไม่ได้มาตรฐาน- ความเครียดจากการดัดงอเพิ่มเติมจะทำให้ความแข็งแรงเมื่อยล้าของโบลต์ลดลงอย่างมาก และเป็นสาเหตุสำคัญของการแตกหักของโบลต์ ซึ่งจะต้องกำจัดในการออกแบบและการประกอบ
เมื่อติดตั้งโบลต์บนพื้นผิวงานหล่อหรือการตีขึ้นรูปที่หยาบโดยไม่ผ่านเครื่องจักร พื้นผิวสัมผัสที่ไม่เรียบจะทำให้เกิดแรงเยื้องศูนย์และโบลต์โค้งงอได้ง่าย ในการใช้งานทางวิศวกรรม โดยทั่วไปจะใช้บอสและเบาะนั่งแบบเคาน์เตอร์บอร์พร้อมการตัดที่แม่นยำเพื่อสร้างพื้นผิวลูกปืนแบบเรียบ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการติดตั้งพื้นผิวแบบเต็ม ขจัดความเยื้องศูนย์ของการประกอบ และป้องกันการเกิดความเครียดจากการโค้งงอเพิ่มเติม
03 การลดความเข้มข้นของความเครียดเชิงโครงสร้าง
รากของเกลียวและโซนการเปลี่ยนผ่านระหว่างหัวโบลต์และก้านเป็นบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเค้นทั่วไปและตำแหน่งที่มีแนวโน้มเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรง- ในพื้นที่เหล่านี้ ความเข้มข้นของความเค้นที่โคนของเกลียวมีผลกระทบที่สำคัญที่สุดต่อความแข็งแรงล้าของโบลต์ การปรับรูปทรงของโครงสร้างให้เหมาะสมเพื่อลดความเข้มข้นของความเครียดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการขยายสายฟ้าชีวิตที่เหนื่อยล้า
มาตรการปรับให้เหมาะสมทั่วไป ได้แก่ การเพิ่มรัศมีเนื้อของรากเกลียวเพื่อลดจุดสูงสุดของความเค้นเฉพาะที่ การขยายเนื้อเปลี่ยนระหว่างหัวโบลต์และก้าน และการออกแบบร่องระบายความเค้น-และรอยบากคลายที่ตำแหน่งความเค้นสูง- วิธีการเหล่านี้จะกระจายความเครียดที่มีความเข้มข้น ลดค่าความเค้นสูงสุด และปรับปรุงความต้านทานการแตกหักของโบลต์
04 การลดความกว้างของความเครียดเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความเหนื่อยล้า
ภายใต้ความเครียดในการทำงานสูงสุดคงที่ แอมพลิจูดของความเครียดที่น้อยลงจะส่งผลให้ประสิทธิภาพความล้าดีขึ้นและอายุความล้ายาวนานขึ้น ด้วยภาระการทำงานที่มั่นคงและพรีโหลดที่เหลือ การลดความแข็งของโบลต์หรือการเพิ่มความแกร่งของส่วนประกอบที่เชื่อมต่อสามารถลดแอมพลิจูดของความเค้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มความแข็งแกร่งของความเมื่อยล้า ในกรณีเช่นนี้ ควรเพิ่มพรีโหลดอย่างเหมาะสมเพื่อให้มั่นใจในการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้
วิธีการทั่วไปในการลดความแข็งของโบลต์ ได้แก่ การเพิ่มความยาวของโบลต์ที่มีประสิทธิภาพ การลดเส้นผ่านศูนย์กลางของก้านเรียบลงปานกลาง การใช้โครงสร้างโบลต์แบบยืดหยุ่นแบบกลวง และการติดตั้งองค์ประกอบยืดหยุ่นใต้น็อตเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์โบลต์แบบยืดหยุ่น โบลท์แบบยืดหยุ่นมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปได้มากและการดูดซับพลังงานที่ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่รับแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน
เพื่อปรับปรุงความแข็งของส่วนประกอบที่เชื่อมต่อ ควรหลีกเลี่ยงปะเก็นที่เปลี่ยนรูปได้ที่มีความแข็งต่ำ- เนื่องจากการบีบอัดของปะเก็นจะเพิ่มความแตกต่างของความแข็งและเพิ่มแอมพลิจูดความเค้นของโบลต์ สำหรับการเชื่อมต่อการซีล วงแหวนการซีลที่มีความเสถียรสูง-เป็นที่ต้องการเพื่อรักษาความแข็งของการเชื่อมต่อโดยรวมและปรับการกระจายความเค้นให้เหมาะสม
05 การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตโบลต์
กระบวนการผลิตจะกำหนดโครงสร้างจุลภาคของพื้นผิว สถานะความเค้นตกค้าง และความล้าของโบลต์โดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสลักเกลียวเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง-. การกลิ้งเกลียวทำให้เกิดการชุบแข็งบนพื้นผิว สร้างเส้นการไหลของโลหะที่ต่อเนื่องและสมบูรณ์ และสร้างความเค้นตกค้างจากแรงอัดที่เป็นประโยชน์บนพื้นผิวเกลียว เกลียวแบบม้วนมีความแข็งแรงล้าสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับเกลียวแบบกลึงทั่วไป
นอกจากนี้ การบำบัดเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับพื้นผิว เช่น คาร์บอไนไตรด์ ไนไตรดิ้ง และช็อตพีนนิ่ง ยังสามารถปรับโครงสร้างจุลภาคของพื้นผิว กำจัดข้อบกพร่องระดับจุลภาคของพื้นผิว และทำให้เกิดความเค้นอัดตกค้างที่สม่ำเสมอ การบำบัดเหล่านี้จะยับยั้งการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวจากความเมื่อยล้า และปรับปรุงความแข็งแรงของความเมื่อยล้าและประสิทธิภาพการรับน้ำหนักโดยรวม-ของโบลต์ได้อย่างมาก
