Análise abrangente e método de cálculo da resistência à tração do parafuso

1. Definição do Grau de Desempenho deParafusos e Pregos

Parafusos e prisioneirossão classificados em dez graus de desempenho mecânico: 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 e 12,9. A nota consiste em dois grupos de dígitos separados por uma vírgula decimal. O dígito antes da vírgula representa um centésimo da resistência nominal última à tração do material; o dígito após a vírgula decimal representa dez vezes a razão entre o limite de escoamento e a resistência à tração final do material (taxa de escoamento).

As porcas têm sete graus de desempenho que vão do Grau 4 ao Grau 12. O número do grau representa aproximadamente um centésimo da tensão mínima garantida que a porca pode suportar.

2. Classificação dos graus de tolerância da rosca

2.1 Fios Imperiais Unificados

Todas as roscas imperiais unificadas adotam ajuste com folga. As roscas externas possuem três graus de tolerância: 1A, 2A e 3A; as roscas internas possuem três graus de tolerância: 1B, 2B e 3B. Um número de classe mais alto indica maior precisão de ajuste, folga menor e engate de rosca mais apertado.

Graus 1A e 1B: Graus de tolerância solta, adequados para encaixe livre geral de roscas internas e externas com alta tolerância de montagem.

Graus 2A e 2B: Os graus de tolerância padrão universal para fixadores mecânicos imperiais, aplicáveis ​​à maioria das condições de montagem convencionais.

Graus 3A e 3B: Os graus de encaixe de mais alta precisão com o engate de rosca mais apertado, aplicados a projetos estruturais de alta precisão, críticos para a segurança e de suporte de carga.

2.2 Threads Métricos

Os graus de tolerância comuns para roscas externas métricas são 4h, 6h e 6g; classes comuns para roscas internas métricas são 5H, 6H e 7H. As combinações de encaixe de rosca preferidas na indústria são H/g, H/h e G/h. Para fixadores de precisão, como parafusos e porcas, o padrão nacional recomenda o ajuste 6H/6g para equilibrar a precisão da montagem e a conveniência da desmontagem.

3. Especificações de grau de resistência para aço carbono eParafusos de aço inoxidável

3.1 Interpretação do Grau do Parafuso de Aço Carbono

A marca do grau de força deparafusos de aço carbonocontém dois conjuntos de dígitos. O primeiro representa a resistência à tração nominal e o último representa o índice de escoamento. Tomando como exemplo o parafuso Grau 4.8: o dígito “4” indica uma resistência à tração nominal de 400 N/mm², e o dígito “8” indica uma taxa de escoamento de 0,8, com uma resistência ao escoamento nominal de 320 N/mm².

Os parafusos estruturais cobrem dez graus de desempenho de 3,6 a 12,9. Os parafusos de grau 8.8 e superiores são feitos de aço de médio carbono ou aço de baixa liga e reforçados por tratamento térmico de têmpera e revenido, definidos como parafusos de alta resistência. Parafusos abaixo do Grau 8.8 sem tratamento térmico aprimorado são definidos como parafusos comuns.

Parafuso de grau 4.6: resistência à tração nominal de 400 MPa, taxa de escoamento de 0,6, resistência ao escoamento nominal de 240 MPa.

Parafuso de alta resistência grau 10.9: após o tratamento térmico, a resistência à tração nominal atinge 1000 MPa com uma taxa de escoamento de 0,9 e uma resistência ao escoamento nominal de 900 MPa.

3.2 Interpretação do grau do parafuso de aço inoxidável

O grau de resistência dos fixadores de aço inoxidável consiste em duas partes separadas por um hífen. O prefixo antes do hífen indica o código do material e o sufixo após o hífen indica o grau de resistência. Por exemplo, A2-70 representa aço inoxidável austenítico A2 com resistência à tração nominal de 700 MPa.

4. Método de cálculo da resistência à tração do parafuso

A capacidade de suporte à tração e a resistência à tração dos parafusos são calculadas com base na área da seção transversal de tensão efetiva das roscas, e não no diâmetro externo nominal, em conformidade com os padrões internacionais GB/T 3098.1 e ISO 898-1.

Fórmula de cálculo principal:F=Rm × As

Descrição do parâmetro: F refere-se à carga de tração final doparafuso; Rm refere-se à resistência à tração padrão do material do parafuso; Refere-se à área da seção transversal de tensão efetiva da rosca (valor padrão fixo, diferente da área circular comum).

Para verificar a resistência à tração sob condições de carga conhecidas:Rm=F/As. O resultado do cálculo deve ser maior ou igual à resistência à tração padrão do grau correspondente a ser qualificado.

Para cenários de estimativa simples, a área nominal da seção transversal pode ser usada temporariamente: A=πd²/4 (d representa o diâmetro nominal do parafuso). A área de tensão efetiva padrão da rosca deve ser adotada para testes precisos e projetos de engenharia para garantir dados precisos.