Conexiunea elementelor de fixare filetate este utilizată pe scară largă, iar problema care ne face durerea de cap este slăbirea elementelor de fixare filetate în procesul de utilizare. Pentru a rezolva această problemă, inventatorii au proiectat metode pentru a preveni slăbirea elementelor de fixare și există multe mecanisme care duc la slăbirea elementelor de fixare. Recent, parts.com standard a aflat despre mecanismele de slăbire rotative și neregulate ale elementelor de fixare. Următoarele sunt cunoștințele relevante pe care le împărtășim cu dvs., sperând să vă ajutăm.
Slăbire rotativă și neregulantă
În marea majoritate a aplicațiilor, elementele de fixare filetate trebuie strânse pentru a exercita preîncărcarea în îmbinare. Slăbiciunea poate fi definită ca pierderea preîncărcării după strângere. Acest lucru se poate întâmpla în ambele sensuri. Slăbirea rotativă, cunoscută sub denumirea de slăbire automată, se referă la rotația relativă a elementelor de fixare sub sarcină externă. Slăbirea care nu se rotește înseamnă că nu există o rotație relativă între filetul intern și firul extern, dar se va produce o pierdere de preîncărcare.
Slăbirea elementelor de fixare datorită slăbirii care nu se rotește
După asamblare, dispozitivul de fixare în sine sau deformarea articulației poate duce la slăbirea fără rotație. Acesta poate fi rezultatul colapsului plastic al acestor interfețe. Când cele două suprafețe intră în contact, asperitatea pe fiecare suprafață suportă sarcina de presiune pe suprafața de sprijin. Deoarece suprafața reală de contact a denivelărilor poate fi cu mult mai mică decât suprafața macro, chiar și sub sarcină medie, stresul denivelărilor datorat rugozității suprafeței va fi mai mare decât rezistența la randament a materialului, iar aceste denivelări vor suporta foarte mult stres local, rezultând deformări plastice.
Acest lucru poate provoca un colaps parțial al suprafeței după operația de strângere. Acest tip de colaps este adesea numit încorporare. Cantitatea de forță de strângere pierdută din cauza încastrării depinde de rigiditatea șuruburilor și a pieselor conectate, de numărul de interfețe în articulație, de rugozitatea suprafeței și de solicitarea de contact aplicată. În condiții de tensiune superficială moderată, colapsul inițial are ca rezultat pierderea de aproximativ 1% până la 5% din forța de strângere, jumătate din care se pierde în primele câteva secunde după strângerea articulației. Atunci când articulația este încărcată dinamic de forța aplicată, articulația va fi redusă în continuare din cauza schimbării presiunii pe interfața articulației.
Slăbirea din cauza pierderii de inserție este problematică la îmbinările constând din mai multe suprafețe subțiri de îmbinare și lungimi mici de fixare a șuruburilor. Dacă solicitarea suprafeței lagărului rămâne sub rezistența la compresiune a materialului de îmbinare, pierderea încorporată poate fi calculată și compensată prin proiectarea îmbinării.
Teoria Junkerului de fixare a autovehiculului
Gerhard Junker a publicat o lucrare tehnică (lucrarea SAE 6900551969, un nou standard pentru auto-slăbire a elementelor de fixare sub vibrație) în 1969. Rezultatele muncii sale experimentale sunt date pentru a-și susține teoria asupra cauzelor auto-slăbirii elementelor de fixare filetate. Descoperirea sa cheie este că, odată ce există o mișcare relativă între firele de cuplare și între suprafața portantă a elementului de fixare și materialul de prindere, dispozitivul de prindere va deveni slăbit datorită rotației. Junker a descoperit că încărcătura dinamică laterală a produs condiții mai grave de auto-slăbire decât sarcina dinamică axială. Motivul este că mișcarea radială sub sarcină axială este evident mai mică decât cea sub sarcină transversală.
Cercetările Junker arată că fenomenul de auto-slăbire are loc atunci când dispozitivul de fixare pre-strâns se mișcă între firul de potrivire și suprafața de susținere a dispozitivului de fixare. Atunci când forța transversală care acționează asupra articulației este mai mare decât forța de frecare produsă de pre-strângerea șurubului, va avea loc mișcarea relativă. Pentru o deplasare laterală mică, mișcarea relativă poate apărea între partea filetului și suprafața de contact a zonei de susținere. Odată ce golul firului este depășit, șurubul va fi supus forței de îndoire. Dacă alunecarea laterală continuă, suprafața portantă a capului șurubului va aluneca, de asemenea. Odată ce acest lucru se întâmplă, filetul și capul șurubului vor avea doar un mic coeficient de frecare sau chiar vor pierde temporar fricțiunea. Datorită forței de strângere prealabilă care acționează asupra unghiului elicoidal al filetului, cuplul de rotație generat pe filet va genera, prin urmare, rotația relevantă între piuliță și șurub.
Sub mișcare laterală repetată, mecanismul poate slăbi complet dispozitivul de fixare. Pentru a studia cauzele slăbirii, Juncker a dezvoltat o mașină de testat, așa-numita" Mașina Juncker", care va cuantifica eficacitatea rezistenței la slăbire a designului elementelor de fixare.
Rulmenții cu role sunt folosiți pentru a elimina efectul fricțiunii dintre plăcile mobile și staționare. Senzorul de presiune permite monitorizarea continuă a sarcinii șuruburilor atunci când se aplică mișcare laterală de pe placa mobilă prinsă de piuliță. Acesta este un avantaj major față de standardul testului de impact, deoarece pierderile de preîncărcare pot fi măsurate în timpul testului și relația dintre preîncărcare și ciclu poate fi trasată. Ideea din spatele mașinii Junker este că deplasarea laterală generată de camă va face ca articulația să se balanseze (alunecând), ceea ce va produce un efect de auto-slăbire după depășirea fricțiunii dispozitivului de fixare.
