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 بالاتر باشد ، احتمال شکستن {{0}" با این وجود ، در واقع ، مواردی ازپیچ با استحکام بالاشکستگی بیشتر .} این پدیده ناشی از اثرات جامع ابعاد مختلف مانند ویژگی های مواد ، فرآیندهای نصب ، محیط های استفاده و کنترل کیفیت . است. موارد زیر یک تجزیه و تحلیل سیستماتیک از دیدگاه فنی.}

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 10.9 می 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 مقاومت 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 سطح (لکه های روغن ، زنگ زدگی) ، نیروی سفت کننده تولید شده در زیر گشتاور کاهش می یابد ، باعث می شود که بولت به همراهی اضافی برشی 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 کار واقعی 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 را 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 ، می تواند به دلیل فشار بیش از حد باشد ، در صورتی که در مورد INSURUFF نشان داده شده است. پیچ می تواند با 3 - 5 بار . افزایش یابد

IV . نقص کیفیت: 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 تصفیه حرارت

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 یکپیچ سیستم 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 جفت شدن عوامل متعدد 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 ساختار ایمنی {{{ساختار مهندسی لازم است.