Fatores que influenciam o torque máximo de desaparafusamento das porcas de fixação

O torque máximo de desaparafusamento deporcas de travamentoé afetado por uma variedade de fatores. Na pesquisa sobre o desempenho de fadiga de baixo ciclo das porcas de fixação, o diâmetro do passo da rosca, o ângulo da hélice e o ângulo do flanco da rosca permanecem constantes. Somente a força de restauração elástica máxima do segmento de rosca e o ângulo de atrito equivalente mudarão até certo ponto após o uso repetido. Portanto, a regra de variação do torque máximo de desaperto das porcas de fixação sob cargas cíclicas pode ser analisada sob estes dois aspectos.

1. Endurecimento por deformação de material

Os materiais exibem endurecimento por deformação cíclica ou amolecimento por deformação cíclica sob carga cíclica. Sob deformação cíclica de amplitude constante, a amplitude da tensão aumenta ou diminui com o crescimento dos tempos de ciclo e finalmente atinge um estado cíclico estável. O teste de fadiga de baixo ciclo das porcas de fixação é realizado sob condições de tensão constante. O endurecimento ou amolecimento dos segmentos de rosca afeta diretamente o torque máximo de desaparafusamento. O aço-liga usado na fabricação de porcas de fixação é um material típico de endurecimento por deformação cíclica. O endurecimento do material aumenta a força de restauração elástica dos segmentos de rosca e aumenta ainda mais o torque de desaparafusamento.

2. Fadiga de baixo ciclo

A fadiga de baixo ciclo refere-se ao estado de fadiga em que a tensão cíclica está próxima ou excede o limite de escoamento do material. O material produz uma certa deformação plástica em cada ciclo de deformação, com vida em fadiga variando de 10² a dezenas de milhares de ciclos, que geralmente é descrita pela curva de fadiga ε-N.

Os resultados do cálculo de elementos finitos mostram que após oparafusoé aparafusado na porca de travamento, a raiz do segmento da rosca suporta alta tensão e as áreas superficiais parciais estão em estado de escoamento, enquanto a área central da raiz da rosca apresenta características de deformação baixa e complexa. A área de alta tensão na raiz da rosca sofre cargas cíclicas repetidas, o que é propenso a danos por fadiga de baixo ciclo. Isto reduz a pressão de rolamento dos segmentos de rosca e leva à diminuição do torque de desaparafusamento.

3. Coeficiente de Fricção

O ângulo de atrito é um fator crítico que afeta o torque de desaparafusamento, e a força de atrito é a base para a operação normal das porcas de fixação. Durante a operação, a superfície de contato mantém pressão contínua e força de atrito sob a força de restauração elástica dos segmentos de rosca. Após o uso repetido, a fricção cíclica lustra continuamente as bordas afiadas microscópicas e as saliências ásperas na superfície de contato, tornando a superfície mais lisa. A redução do coeficiente de atrito diminui a resistência ao atrito, diminuindo assim o torque máximo de desaparafusamento da porca.

4. Fatores de Fabricação e Montagem

Restritas pelo processo de fabricação e pela precisão, as bordas das roscas podem ter cantos afiados, rebarbas e ajuste dimensional incompatível entre as peças. O torque inicial de aparafusamento e desaperto irá flutuar de forma anormal. O desempenho reutilizável estável e preciso das porcas de fixação só pode ser obtido após um certo número de ciclos de rodagem.

5. Valor de Deformação de Fechamento

Após os parâmetros materiais e geométricos donozsão determinados, o valor da deformação de fechamento exerce uma influência significativa na reutilização das porcas de fixação. Um valor de fechamento maior aumenta a deformação de abertura e a deformação dos segmentos de rosca, intensifica o endurecimento por deformação cíclica, melhora a pressão elástica dos segmentos de rosca e tende a aumentar o torque de desaparafusamento.

Por outro lado, a deformação excessiva de fechamento reduz a largura e a área de contato efetiva dos segmentos de rosca, diminui a força de atrito, aumenta a tensão da rosca, deteriora o desempenho de fadiga de baixo ciclo e tende a reduzir o torque máximo de desaparafusamento. Afetada pela superposição de múltiplos fatores contraditórios, a variação do torque máximo de desaparafusamento com repetidos ciclos de serviço não pode ser prevista simplesmente por análise teórica e só pode ser verificada através de observação experimental.