حداکثر گشتاور باز کردن پیچ ازمهره های قفل کنندهتحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد. در تحقیق بر روی عملکرد خستگی چرخه پایین مهره های قفل کننده، قطر گام رزوه، زاویه مارپیچ و زاویه پهلوی رزوه ثابت می ماند. پس از استفاده مکرر، تنها حداکثر نیروی بازیابی الاستیک بخش نخ و زاویه اصطکاک معادل آن تا حد معینی تغییر می کند. بنابراین، قانون تغییر حداکثر گشتاور باز کردن پیچ مهره های قفل کننده تحت بارهای چرخه ای از این دو جنبه قابل تحلیل است.
1. سخت شدن کرنش مواد
مواد سخت شدن کرنش حلقوی یا نرم شدن کرنش حلقوی را تحت بارگذاری چرخه ای نشان می دهند. تحت کرنش حلقوی دامنه ثابت، دامنه تنش با رشد زمانهای چرخه افزایش یا کاهش مییابد و در نهایت به حالت چرخهای پایدار میرسد. تست خستگی چرخه پایین مهره های قفل کننده تحت شرایط کرنش ثابت انجام می شود. سخت شدن یا نرم شدن بخش های رزوه مستقیماً بر حداکثر گشتاور باز کردن پیچ تأثیر می گذارد. فولاد آلیاژی مورد استفاده برای تولید مهره های قفل کننده یک ماده سخت کننده کرنش حلقوی معمولی است. سخت شدن مواد، نیروی بازیابی الاستیک قطعات رزوه را افزایش می دهد و گشتاور باز کردن پیچ را بیشتر می کند.
2. کم{1}}خستگی چرخه
خستگی چرخه پایین به حالت خستگی اشاره دارد که در آن تنش چرخه ای نزدیک یا بیشتر از حد تسلیم ماده است. این ماده مقدار مشخصی تغییر شکل پلاستیکی را در هر چرخه کرنش ایجاد میکند، با عمر خستگی از 102 تا دهها هزار چرخه، که به طور کلی با منحنی خستگی ε{3}}N توصیف میشود.
نتایج محاسبه المان محدود نشان می دهد که پس ازپیچبه مهره قفل پیچ می شود، ریشه قطعه رزوه تنش زیادی را تحمل می کند، و قسمت های سطح جزئی در حالت تسلیم هستند، در حالی که ناحیه مرکزی ریشه رزوه دارای ویژگی های کرنش کم و پیچیده است. ناحیه{1}}کرنش زیاد در ریشه نخ تحت بارگذاری چرخهای مکرر قرار میگیرد، که مستعد آسیب کم-خستگی چرخه است. این باعث کاهش فشار یاتاقان قطعات رزوه شده و منجر به کاهش گشتاور باز کردن پیچ می شود.
3. ضریب اصطکاک
زاویه اصطکاک یک عامل حیاتی است که بر گشتاور باز کردن پیچ تأثیر می گذارد و نیروی اصطکاک پایه ای برای عملکرد عادی مهره های قفل کننده است. در طول عملیات، سطح تماس، فشار و نیروی اصطکاک مداوم را تحت نیروی بازگرداننده الاستیک قطعات رزوه حفظ می کند. پس از استفاده مکرر، اصطکاک حلقوی به طور مداوم لبه های تیز میکروسکوپی و برآمدگی های ناهموار روی سطح تماس را صیقل می دهد و سطح را صاف تر می کند. کاهش ضریب اصطکاک مقاومت اصطکاک را کاهش می دهد و در نتیجه حداکثر گشتاور باز کردن پیچ مهره را کاهش می دهد.
4. عوامل تولید و مونتاژ
لبههای رزوه با توجه به فرآیند ساخت و دقت محدود شدهاند، ممکن است گوشههای تیز، سوراخها و تناسب ابعادی نامتناسب بین قطعات داشته باشند. گشتاور پیچ و باز کردن اولیه به طور غیر عادی نوسان می کند. عملکرد قابل استفاده مجدد پایدار و دقیق مهره های قفل کننده را فقط می توان پس از تعداد معینی-دویدن در چرخه ها بدست آورد.
5. بسته شدن مقدار تغییر شکل
پس از مواد و پارامترهای هندسی ازمهرهتعیین می شود، مقدار تغییر شکل بسته شدن تأثیر قابل توجهی بر قابلیت استفاده مجدد مهره های قفل کننده دارد. مقدار بسته شدن بزرگتر تغییر شکل باز و کرنش بخش های رزوه را افزایش می دهد، سخت شدن کرنش چرخه ای را تشدید می کند، فشار الاستیک بخش های رزوه را بهبود می بخشد و تمایل به افزایش گشتاور باز کردن پیچ دارد.
از سوی دیگر، تغییر شکل بیش از حد بسته شدن باعث کاهش عرض و سطح تماس موثر بخشهای رزوه میشود، نیروی اصطکاک را کاهش میدهد، کرنش رزوه را افزایش میدهد، عملکرد خستگی چرخه پایین را کاهش میدهد، و تمایل به کاهش حداکثر گشتاور باز کردن پیچ دارد. تحت تأثیر برهم نهی عوامل متناقض متعدد، تغییر حداکثر گشتاور باز کردن پیچ با چرخه های سرویس مکرر را نمی توان به سادگی با تجزیه و تحلیل نظری پیش بینی کرد و تنها از طریق مشاهده تجربی قابل تأیید است.
