تجزیه و تحلیل دلایل شکستگی پیچ و مهره با مقاومت بالا و استراتژی های پیشگیرانه

در عمل مهندسی ، مردم اغلب به اشتباه معتقدند که "هرچه قدرت یک پیچ بیشتر باشد ، احتمال شکستن {{0}" با این وجود ، در واقع ، مواردی ازپیچ با استحکام بالاشکستگی بیشتر .} این پدیده ناشی از اثرات جامع ابعاد چندگانه مانند ویژگی های مواد ، فرآیندهای نصب ، محیط های استفاده و کنترل کیفیت. است که موارد زیر یک تجزیه و تحلیل سیستماتیک از دیدگاه فنی است .}}}}}}}}}}

من . ویژگی های ماده: تضاد بین استحکام بالا و سختی کم

پیچ های با مقاومت بالا (مانند درجه 8. 8 و 10.9) با افزایش قدرت مواد ، شرایط شرایط کار با بار بالا را برآورده می کنند. با این حال ، خصوصیات مکانیکی آنها از قانون "همبستگی منفی بین قدرت و چقرمگی" پیروی می کند:

 

هرچه قدرت بیشتر باشد ، سختی بیشتر می شود(به عنوان مثال ، سختی aپیچ درجه 10.9می تواند به HRC 32 - 39 برسد) ، اما کشیدگی به طور قابل توجهی کاهش می یابد (معمولاً کمتر از یا برابر با 12 ٪ ، در حالی که پیچ های معمولی بیشتر از یا برابر با 20 ٪ است) ، و در نتیجه کاهش سختی مواد .

هنگامی که بار بیش از حد طراحی باشد ، پیچ های با قدرت بالا به دلیل عدم وجود فرآیند بافر تغییر شکل پلاستیک به طور مستقیم دچار شکستگی شکننده می شوند ، در حالی که پیچ های معمولی می توانند از طریق تغییر شکل آشکار ، هشدار از خرابی را ارائه دهند.
منطق اصلی: پیچ های با استحکام بالا بیشتر در سناریوهای استرس زا استفاده می شوند (مانند پل ها و تجهیزات انرژی باد) . بارهای کاری آنها اغلب به قدرت عملکرد مواد (حدود 80 ٪ از استحکام کششی) نزدیک می شوند ، و یک بار اضافه جزئی می تواند باعث ایجاد شکستگی شود.}} در کنتراست در محیط های کمتری استفاده می شود. مقادیر .

II {{0} فرآیند نصب: تأثیر کنترل گشتاور و ضریب اصطکاک

1. شکستگی ناشی از اضافه بار گشتاور

پیچ های با مقاومت بالا به اتصال اتصال از طریق گشتاور قبل - محکم.}} استاندارد قبل از سفت شدن استاندارد در تنظیم می شوند70% - 75%از قدرت عملکرد مواد . هنگامی که گشتاور اعمال شده از این آستانه فراتر رود ، مناطق متمرکز استرس - پیچ و مهره (مانند ریشه نخ) مستعد تولید ترک ها به دلیل اضافه بار هستند ، در نهایت منجر به شکستگی.}
عوامل مؤثر بر کلیدی:

 

دقت ابزار: اگر خطای دقت آچار گشتاور (استاندارد ملی به 5 ٪ ± 15 ٪ نیاز داشته باشد) کالیبره نشده است ، گشتاور واقعی ممکن است به مراتب از مقدار طراحی . فراتر رود.

صلاحیت اپراتور: اپراتورهای آموزش دیده ممکن است پارامترهای گشتاور را اشتباه بگیرند یا از روشهای سفت کننده نادرست استفاده کنند (مانند عدم سفت شدن در مراحل) {{0}

2. خرابی ناشی از نوسانات در ضریب اصطکاک

نیروی محکم قبل از محکم در یک اتصال پیچ از نزدیک با ضریب اصطکاک بینمهرهو قسمت متصل . هنگامی که ضریب اصطکاک به دلیل روغن کاری بیش از حد کاهش می یابد (مانند استفاده از پودر بیش از حد تالکوم) یا آلودگی سطحی (لکه های روغن ، زنگ زدگی) ، نیروی سفت کننده تولید شده در زیر گشتاور کاهش می یابد ، باعث می شود که بولت برای تحمل برشی اضافی یا بارهای تنشی را کاهش دهد. منجر به عدم تحمل نیروی سخت یا شکستگی اضافه بار .

iii . محیط استفاده: آسیب خستگی و شرایط کار غیر طبیعی

1. اثر تجمعی شکستگی خستگی

در زیر بارهای متناوب (مانند لرزش و ضربه) ، پیچ های با استحکام بالا مستعد تولید ترک های خستگی در فیله هستند که در آن سر با ساقه ملاقات می کند.} این ترک ها در مرحله اولیه تشخیص با چشم غیر مسلح دشوار است و به تدریج گسترش می یابد ، در نهایت افزایش می یابد و در نهایت منجر به وقوع ناگهانی {{{2 {{{{{{{{{{{{{{{.
عوامل خطر:

 

بیش از - زندگی خدمت: برخی از شرکتها برای کاهش هزینه ها از پیچ و مهره استفاده مجدد می کنند ، بیش از عمر خستگی آنها (معمولاً تعداد طراحی شده چرخه کمتر از یا برابر با 10 درجه است) .

نقص طراحی: توجه کافی به بارهای پویا در شرایط واقعی کار منجر به پیچ و مهره در حالت استرس بالا برای مدت طولانی .

2. شکستگی ثانویه ناشی از سفت شدن شل

وقتی بالا -پیچ قدرتبه نیروی قبل از سفت شدن مشخص نشده ، شکاف بزرگی در جفت اتصال وجود دارد ، که یک اثر لغزش در زیر بارهای پویا ایجاد می کند . به عنوان مثال ، در یک دستگاه حفاری ، یک پیچ محکم و محکم به دلیل انتقال گشتاور ناپنی به دلیل فشار بیش از حد به دلیل فشار بیش از حد ، در مورد SHEAURFIECT {3} نشان داده است که در مورد INSURUFF نشان داده است. پیچ می تواند با 3 - 5 بار . افزایش یابد

نقص کیفیت IV {{0}: خطرات پنهان در مواد و فرآیندها

1. sub - عملکرد مواد استاندارد

انحراف در ترکیب شیمیایی: محتوای عناصری مانند کربن ، منگنز و گوگرد موجود در فولاد استانداردها را رعایت نمی کند (به عنوان مثال ، محتوای کربن بیش از حد منجر به افزایش شستشو می شود) .

اجزاء بیش از حد: اجزاء غیر فلزی (مانند آلومینا و سولفیدها) در مواد اولیه تبدیل به منابع ترک.

2. نقص در فرآیند عملیات حرارتی

دمای خاموش نادرست: دمای بیش از حد بالا باعث می شود که دانه ها درشت شوند و چقرمگی را کاهش می دهد. دمای بیش از حد پایین منجر به سختی کافی .

معتدل ناکافی: استرس باقیمانده از بین نمی رود و میکرو پنهان را در داخل پیچ {{1}

V . اقدامات پیشگیرانه سیستماتیک

مرحله نصب: از آچار گشتاور با دقت بالا (به طور مرتب کالیبره شده) استفاده کنید ، مرحله - به مرحله ای را انجام دهید "سفت شدن اولیه - سفت شدن نهایی" ، و اپراتورها باید دارای مجوز {4 4}}}

مدیریت ضریب اصطکاک: فرآیند تصفیه سطح (مانند پوشش داکرومت) را کنترل کنید و استفاده از روان کننده هایی را که بر عملکرد اصطکاک تأثیر می گذارد ، ممنوع کنید.

زندگی - مدیریت چرخه: ایجاد یکپیچسیستم چرخه جایگزینی و انجام تشخیص نقص اولتراسونیک به طور منظم بر روی قطعات بالا - استرس.

قابلیت ردیابی با کیفیت: تهیه مواد اولیه را به شدت کنترل کنید (به گزارش های آزمون شخص ثالث نیاز دارید) ، و یک پیوند تجزیه و تحلیل متالوگرافی را به فرآیند تصفیه حرارت اضافه کنید.

پایان

قابلیت اطمینان از پیچ های با استحکام بالا نتیجه اتصال از عوامل مختلف است. لازم است مدیریت تصفیه شده را در کل فرآیند مواد ، فرآیندها و استفاده از طریق طراحی علمی ، عملیات استاندارد شده و نظارت مداوم ، خطر شکستگی به طور قابل توجهی کاهش یابد ، با اطمینان از ایمنی}}}} {}}}