Fatores que afetam a força da fadiga dos parafusos

01. Qualidade superficial das roscas
A rugosidade da superfície dos fios tem um impacto significativo na vida de fadiga de parafusos. Quando a rugosidade de 4 0 crnimo aço parafusos com m 6-1. 0 threads é reduzido de 0. 08-0. 16 para 0. 63-1. 35, a força da fadiga diminui em 33%; Quando a rugosidade da superfície dos parafusos com m {{1 0}}. 5 threads diminuem de 0. 08-0. 16 a 0. 16-0. 32, a força da fadiga diminui em 21% .
02. Impacto do processo de laminação de roscas
Os fios laminados produzirão uma camada de reforço de deformação e maior tensão de compressão residual, o que desempenha um papel significativo na prevenção do início e propagação precoce de trincas por fadiga; Ao mesmo tempo, também reduzirá a rugosidade superficial do vale do dente, o que é benéfico para melhorar a resistência à fadiga do parafuso. No entanto, se o fio for enrolado e depois submetido a tratamento térmico, os fatores favoráveis ​​acima desaparecerão. Portanto, na perspectiva de melhorar o desempenho à fadiga dos parafusos, as roscas devem ser laminadas após tratamento térmico. Mas há outro problema neste momento, ou seja, parafusos, principalmenteparafusos de alta resistência, geralmente apresentam maior dureza após o tratamento térmico, o que reduz a vida útil do molde de laminação. Além disso, se a qualidade do fio laminado não for boa o suficiente e ocorrerem microfissuras ou fenômenos semelhantes de descascamento por fadiga de contato na superfície ou raiz da rosca, o efeito de melhorar o desempenho de fadiga do parafuso não é significativo, e até mesmo o o desempenho da fadiga pode ser reduzido.
03. Distância entre a face final da porca e o fio
Os testes mostraram que quanto mais próxima a face final da porca estiver da posição rosqueada, mais cedo o parafuso falhará. Isso ocorre porque a posição em que o parafuso começa a rosquear geralmente é a área de rolamento mais difícil, resultando em maior concentração de tensão. A primeira rosca do par de parafusos é a maior tensão concentrada e a colocação desta primeira linha próxima à posição inicial pode levar a uma diminuição da força da fadiga. Portanto, ter uma distância de pelo menos 2 fios entre a primeira rosca do par de parafusos e a área rosqueada pode eliminar esse perigo oculto.
A influência da forma do vale do Thread e do tamanho do raio.
04. forma de padrão de rosca e tamanho
Quando um parafuso é submetido à força, a concentração de estresse ocorre no vale da linha e seu valor depende em grande parte da forma do vale. Alterar a forma da ranhura do dente, como a mais suave a ranhura da rosca, reduz a concentração de tensão e aumenta a força da fadiga. De um modo geral, a força de fadiga dos fios em ranhuras planas é a mais baixa. Se os vales circulares dente forem usados ​​em vez de vales de dente plano, a resistência à fadiga dos parafusos poderá ser melhorada. O tamanho dos parafusos também tem um impacto nas características da fadiga, com diâmetros maiores, resultando em menor resistência à fadiga; Isso também se aplica a roscas de parafusos.
05. Rachaduras na parte inferior doparafusocabeça
As rachaduras por fadiga geralmente começam na parte inferior da rosca, mas também costumam começar na parte inferior da cabeça do parafuso. As rachaduras que começam a aparecer na parte inferior da cabeça do parafuso são geralmente causadas pelo projeto inadequado do diâmetro do arco de transição da cabeça do parafuso (concentração de tensão causada pelo diâmetro inadequado do arco de transição) ou pela instalação do parafuso em uma superfície inclinada. apoiar. Um pequeno ângulo entre a cabeça do parafuso e o objeto de suporte (também conhecido como face da extremidade da porca), como 2 graus, pode ter um impacto negativo imensurável na resistência à fadiga. Este fenômeno ocorreu frequentemente no passado, quando o objeto suportado era um componente soldado (que geralmente sofre liberação de tensão e alterações na forma estrutural após a soldagem).
06. Distribuição do estresse
A distribuição de tensão na porca é irregular e uma grande quantidade de carga é realmente transportada pelas primeiras fivelas. Portanto, uma grande quantidade de fadiga do parafuso ocorre na primeira e segunda fivelas da porca. Portanto, podemos ver que melhorar a distribuição do estresse uniformemente entre os poucos parafusos na articulação aumentará a força da fadiga.
07. Defeitos metalúrgicos em aço
Alguns parafusos não são mais cortados após a cabeça fria ou o desenho frio; portanto, os defeitos da superfície das matérias -primas permanecem na superfície das peças acabadas.
A camada de descarburização severa na superfície do parafuso é uma área fraca. Durante o processo de rolamento após a cabeçalho fria, devido à grande deformação da superfície do aço, a maior parte da camada de descarburização será espremida na área superior da linha. A força e a dureza dessa camada de descarburização são muito baixas, tornando -se propenso a desgastar e quebrar a quebra de rosca e se tornar uma fonte de rachaduras de fadiga, levando a uma falha precoce da fadiga.
08. Melhorar a distribuição de tensão das roscas dos pares de parafusos
Para melhorar a distribuição de tensões entre as roscas dos parafusos e aumentar a vida à fadiga; A investigação mostra que isso também pode ser conseguido alterando o formato da noz. Criar uma ranhura na face final onde a porca entra em contato com o reforço pode aumentar a resistência à fadiga em 25%. Esta melhoria é particularmente adequada para parafusos de grandes dimensões. Claro, existem outras maneiras de fazer a distribuição de tensões doporca de parafusojunta mais uniforme, como mudar o material da porca para outro material, de forma que seu módulo de elasticidade seja diferente do do parafuso; Por exemplo, fazer roscas de parafusos e porcas com passos diferentes; Alternativamente, use linhas pontiagudas.
09. Aperte os parafusos com a força de pré-carga projetada
Entre vários casos, a maneira mais eficaz de melhorar a vida útil em fadiga dos pares de parafusos é apertá-los à força de pré-carga de projeto. Normalmente, um parafuso preso com segurança suporta apenas 5% (ou até menos) da carga dinâmica. Portanto, um parafuso preso com segurança apresenta forte resistência às cargas de fadiga. Isso ocorre porque a carga alternada que atua no parafuso é muito pequena, portanto a tensão alternada gerada no interior do parafuso também é muito pequena, geralmente muito abaixo do limite que o parafuso pode suportar. Quando ocorre falha por fadiga, nove em cada dez razões são devido à força de pré-aperto do parafuso não atingir o valor de projeto, o que expõe o parafuso à tensão do momento fletor e leva à falha precoce.