Causas e prevenção de escoriações na rosca do parafuso (convulsão)

A maioria dos operadores encontrou o problema de apreensãoroscas de parafusoque não pode ser desmontado. A remoção forçada de parafusos desgastantes tem grande probabilidade de causar a quebra dos parafusos, danos aos furos hexagonais internos e outras estruturas de acionamento e falha das ferramentas de desmontagem. Isso não apenas aumenta os custos de retrabalho, mas também consome mão de obra e horas de trabalho substanciais. Para evitar efetivamente problemas de desgaste nas roscas, este artigo explica sistematicamente as principais causas e os métodos padronizados de prevenção de desgaste e gripagem nas roscas dos parafusos.

1. Definição de escoriações no fio (convulsão)

O desgaste da rosca, também comumente conhecido como emperramento ou travamento da rosca, refere-se a um estado de falha em que um par roscado não pode girar livremente durante a montagem ou serviço. É essencialmente uma falha de adesão e fusão de metal que ocorre nas superfícies de contato da rosca.

2. Principais causas de escoriações na rosca do parafuso

O desgaste da rosca é atribuído principalmente a duas categorias: fusão do metal causada pelo calor acumulado na fricção da rosca e falha por emperramento induzida por condições externas de trabalho e defeitos de montagem.

2.1 Acúmulo de calor por fricção na rosca (causa principal)

Durante o aperto do parafuso, o atrito contínuo nas superfícies de contato da rosca gera calor massivo, o que causa expansão térmica e amolecimento local da superfície metálica. Os flancos do fio aderem e se fundem, eventualmente causando escoriações e gripagem. Em comparação com os parafusos comuns de aço carbono, os parafusos de aço inoxidável são mais propensos a escoriações e gripagens devido às suas propriedades únicas de material:

(1) Alto coeficiente de atrito: O coeficiente de atrito do aço inoxidável é aproximadamente o dobro do aço carbono, resultando em intenso atrito de malha e rápido acúmulo de calor.

(2) Baixa condutividade térmica: O aço inoxidável tem apenas um terço da condutividade térmica do aço carbono, portanto o calor de fricção não pode se dissipar rapidamente e continua a se acumular localmente.

(3) Alto coeficiente de expansão térmica: A taxa de expansão térmica do aço inoxidável é cerca de duas vezes maior que a do aço carbono. As roscas interna e externa se ajustam mais firmemente após o aumento da temperatura, agravando ainda mais os riscos de atrito e fusão.

Além de parafusos de aço inoxidável,parafusos de aço carbono também são suscetíveis a desgaste da rosca em ambientes operacionais de alta temperatura e exigem prevenção rigorosa.

2.2 Condições Externas de Trabalho e Defeitos de Montagem (Causas Secundárias)

O desgaste da rosca de parafusos comuns de aço carbono é causado principalmente por operações de montagem inadequadas e condições de rosca defeituosas, incluindo principalmente as seguintes situações:

(1) Substâncias estranhas, como lascas de ferro, poeira e impurezas aderem à superfície da rosca. A fixação com contaminantes irá arranhar e comprimir os dentes da rosca, resultando em encravamento da malha.

(2) Torque de aperto excessivo ou velocidade de aperto excessivamente rápida excede o limite de rolamento das roscas, causando fratura, deformação e estagnação do dente da rosca local.

(3) Rugosidade excessiva da superfície, amassados ​​ou rebarbas nas roscas levam a folgas irregulares na malha e aumentam acentuadamente a resistência ao atrito, provocando escoriações adesivas locais.

3. Medidas de prevenção padronizadas para escoriações de fios

3.1 Prevenção de escoriações causadas por defeitos externos

Antes de apertar, limpe completamente substâncias estranhas, rebarbas e impurezas nas roscas internas e externas e inspecione a integridade da rosca para evitar montagem defeituosa. Siga os padrões oficiais de montagem, aplique o torque apropriado com velocidade de aperto uniforme e evite aperto excessivo e fixação rápida e violenta para eliminar o desgaste da rosca induzido pela montagem na fonte.

3.2 Prevenção de escoriações causadas por fricção térmica

Como a condutividade térmica e as propriedades de expansão térmica do aço inoxidável não podem ser alteradas artificialmente, a solução industrial principal é reduzir o coeficiente de atrito da rosca para minimizar a geração de calor por atrito. Dois métodos de prevenção padrão são amplamente adotados:

(1) Aplique uniformemente lubrificantes especiais nas superfícies de contato da rosca para reduzir a resistência ao atrito da engrenagem.

(2) Implemente tratamento de superfície profissional em parafusos para otimizar a precisão da superfície da rosca e diminuir o coeficiente de atrito.

Observação importante: A redução do coeficiente de atrito da rosca aumentará significativamente a pré-carga axial sob o mesmo torque de aperto. Manter os parâmetros de torque originais causará facilmente danos por sobrecarga na rosca e falha secundária de escoriações. Portanto, após adotar tratamentos de superfície de lubrificação ou redução de atrito, o torque de aperto deve ser calibrado e reduzido de forma síncrona para corresponder aos parâmetros de montagem ideais.

4. Influência do tratamento de superfície no desempenho da montagem da rosca

Este teste adota aço inoxidável A2-70parafusos sextavados de cabeça cilíndrica (M5×25). Todos os dados de teste são apenas para referência do processo e não para fins de garantia de qualidade. A resistência ao escoamento de alongamento permanente de 0,2% dos parafusos de aço inoxidável A2-70 é de 450N/mm². A especificação de montagem padrão exige que a tensão de aperto não exceda o limite de alongamento permanente de 0,2% e a força axial de montagem seja controlada dentro de 70% da resistência ao escoamento.

Os resultados dos testes mostram que os parafusos com tratamentos de superfície especiais alcançam um coeficiente de atrito da rosca bastante reduzido. Sob o mesmo torque de aperto, pode-se obter uma pré-carga axial maior e mais estável. Com base neste recurso, a redução adequada do torque de aperto pode efetivamente reduzir a geração de calor por atrito e inibir significativamente o desgaste e a gripagem das roscas de aço inoxidável.

5. Soluções adequadas para condições especiais de trabalho

O cromagem preta de baixa temperatura e o tratamento de escurecimento do aço inoxidável podem reduzir significativamente a refletividade espectral das superfícies dos parafusos, o que é altamente adequado para equipamentos ópticos de precisão que exigem eliminação de reflexão difusa.

Para ambientes de trabalho de precisão de alta limpeza, onde os lubrificantes são proibidos e o descascamento do revestimento não é permitido, os parafusos anti-gripagem endurecidos SNSL-PN podem ser selecionados. O processo de endurecimento da superfície evita fundamentalmente o desgaste da rosca e atende aos requisitos de montagem e serviço de cenários especiais.