Zašto se-vijci visoke čvrstoće lome?

Podsvjesno mislimo da što je veća čvrstoća vijka, manja je vjerojatnost da će puknuti. Međutim, to nije slučaj-naprotiv,vijci visoke-čvrstoćepucaju češće od običnih vijaka, a iza ovog fenomena postoji ključna logika.

Prvo, moramo razjasniti ključno načelo: što je veća čvrstoća vijka, veća je njegova tvrdoća (oni su u pozitivnoj korelaciji); dok što je veća tvrdoća, to je žilavost lošija (koreliraju negativno). To znači-da vijci visoke čvrstoće imaju nisko istezanje. Ako naprezanje prijeđe granicu, oni će izravno pretrpjeti krhki lom, umjesto da se prvo značajno deformiraju kao obični vijci prije nego što pokažu. Što je još važnije, vijci visoke-čvrstoće se sami po sebi koriste u scenarijima visokog-opterećenja i dizajnirani su tako da odgovaraju rasponu njihovih mehaničkih svojstava. Ako stvarni stres premaši granicu zbog nepravilnog rada ili nenormalnih radnih uvjeta, vjerojatno će doći do loma. Za okruženja s niskim-opterećenjem, obični vijci se mogu koristiti za kontrolu troškova, tako da nema potrebe za-vijcima visoke čvrstoće-što je glavni razlog zašto se vijci-jake čvrstoće češće lome.

Specifični uzroci-loma vijaka visoke čvrstoće uglavnom uključuju sljedeće kategorije:

1. Lom preopterećenja sklopa

Srž pričvršćivanja vijaka visoke-čvrstoće je učiniti vijak rastezljivim zatezanjem matice kako bi se stvorilo navedeno predopterećenje (sila zaključavanja), umjesto "rotiranja i pritiskanja navoja na kraju vijka". Njegov zatezni moment ima jasne standardne parametre, obično kontrolirane na oko 75% granice tečenja materijala vijka-ovaj zakretni moment može učiniti da vijak proizvede blagu elastičnu deformaciju, a obrnuta napetost koju stvara deformacija je predopterećenje. Ako moment zatezanja premašuje standardni raspon, vijak će podnijeti prekomjerno vlačno opterećenje, izravno uzrokujući lom zbog preopterećenja.

Kontrola zateznog momenta zahtijeva tri uvjeta: razuman-dizajn procesa ugradnje na licu mjesta, precizne alate za ugradnju (kao što su moment ključevi, multiplikatori momenta) i operatere koji su prošli formalnu obuku prije odlaska na dužnost (moraju biti u stanju točno očitati i postaviti parametre alata). Treba napomenuti da momentni ključevi različitih razina točnosti imaju različite tolerancije, obično ±4%10% (ne 20%). Samo kada su uvjeti kao što su napajanje i tlak zraka stabilni i alat je unutar razdoblja valjanosti kalibracije, tolerancija neće uzrokovati rizik od loma; ako tolerancija prelazi raspon, vjerojatno će doći do neodgovarajućeg zakretnog momenta.

2. Lom uzrokovan fluktuacijama koeficijenta trenja

Kada jevijak i maticanavoji zahvate, koeficijent trenja će utjecati na stvarno predopterećenje-čak i ako je postavljen isti okretni moment, fluktuacije koeficijenta trenja uzrokovat će raspršenje predopterećenja. Ako se koeficijent trenja ne uzme u obzir u potpunosti i oslanja se samo na parametre zakretnog momenta, vjerojatno će doći do nedovoljnog predopterećenja ili preopterećenja: kada je koeficijent trenja prevelik, predopterećenje je premalo pod istim zakretnim momentom (što može dovesti do labavljenja); kada je koeficijent trenja premali, predopterećenje je preveliko pod istim momentom (što može uzrokovati lom).

U industrijskim scenarijima, čest uzrok smanjenog koeficijenta trenja je neovlašteno podmazivanje: neke tvornice nanose talk, obično ulje za podmazivanje, itd. na navoje vijaka radi lakše montaže. Iako to može smanjiti trenje i olakšati zavrtanje, značajno će smanjiti koeficijent trenja, što će rezultirati prednaprezanjem koje daleko premašuje standard pod istim momentom, i na kraju će dovesti do loma. Ispravan pristup je korištenje specijaliziranih smjesa protiv -sljepljivanja (koje moraju odgovarati materijalu vijka) umjesto nasumičnih medija za podmazivanje.

3. Zamorni prijelom

Lom uslijed zamora najskriveniji je način kvara-vijka visoke čvrstoće-nema očitih znakova prije loma, a može se dogoditi iznenada tijekom statičkih ili radnih uvjeta. Štoviše, mjesto loma uglavnom je koncentrirano u područjima koncentracije naprezanja kao što je prijelazni ugao između glave i drške te korijen navoja.

Osnovni uzrok ove vrste loma je "upotreba iznad granice zamora": iako vijci visoke-čvrstoće imaju visoku dodanu vrijednost, neka poduzeća će ih ponovno koristiti na neodređeno vrijeme kako bi uštedjela troškove. Kada broj upotreba ili izmjenično podneseno opterećenje prijeđe njihovu granicu zamora, unutar vijka će se postupno stvoriti mikropukotine, što će na kraju dovesti do loma uslijed zamora. Stoga je vrlo potrebno provoditi sveobuhvatne redovite preglede vijaka visoke -čvrstoće (kao što je ispitivanje magnetskim česticama, ultrazvučno ispitivanje), a ne "rijetko potrebno".

4. Lom uslijed nedovoljnog zatezanja

Čini se da vijci koji "nisu potpuno zategnuti" neće podnijeti naprezanje, ali zapravo, lomovi mogu biti uzrokovani zazorom koji nastaje labavljenjem. Na primjer: kada su dvije bušaće cijevi spojene vijcima visoke-čvrstoće za bušenje prema dolje na tlu, ako vijci nisu potpuno zategnuti, postojat će veliki razmak. Kada se veliki zakretni moment bušenja prenosi kroz bušaće cijevi, zazor će uzrokovati da vijci podnose dodatnu silu smicanja i izmjeničnu udarnu silu-te sile daleko premašuju projektirani raspon ležaja vijci, što na kraju dovodi do prijeloma. U biti, nedovoljno zategnuti vijak promijenit će se iz "zateznog člana" u "smični i udarni član", a neće uspjeti jer premašuje svoju vrstu-nosivosti.

5. Lom uzrokovan problemima kvalitete

Nekvalitetni materijali ili postupci toplinske obrade su stečeni problemi kvalitete i izravni uzroci loma:

Nestandardni materijali: Korištenje vrsta čelika koje ne ispunjavaju zahtjeve (kao što je zamjena legiranog konstrukcijskog čelika običnim ugljičnim čelikom) ili materijali imaju inherentne nedostatke kao što su nečistoće i pukotine;

Postupci toplinske obrade ispod standarda: Odstupanja u parametrima kao što su temperatura kaljenja i vrijeme kaljenja rezultirat će nekvalificiranim mehaničkim svojstvima vijaka (kao što je visoka tvrdoća, ali izuzetno niska žilavost).

Ovakvi problemi mogu se u potpunosti riješiti strogom kontrolom nabave materijala (provjera atesta materijala), proizvodnih procesa (monitoring procesa toplinske obrade) te inspekcije tvornica (ispitivanje mehaničkih svojstava).