W naszej produkcji przemysłowej śruby często się łamią, więc dlaczego tak się dzieje? Obecnie analizuje się to głównie z czterech aspektów.
W rzeczywistości większość pęknięć śrub wynika z luzu i właśnie z tego powodu pękają. Ponieważ sytuacja luzowania i pękania śrub jest mniej więcej taka sama jak pęknięcie zmęczeniowe, ostatecznie zawsze możemy znaleźć przyczynę w wytrzymałości zmęczeniowej. W rzeczywistości wytrzymałość zmęczeniowa jest tak duża, że trudno ją sobie wyobrazić, a śruby w ogóle nie potrzebują wytrzymałości zmęczeniowej podczas użytkowania.
Po pierwsze, pęknięcie śruby nie jest spowodowane jej wytrzymałością na rozciąganie:
Weźmy na przykład śrubę M20×80 o wysokiej wytrzymałości i klasie wytrzymałości 8.8. Jej waga wynosi zaledwie 0,2 kg, a minimalne obciążenie rozciągające to 20 ton, czyli aż 100 000 razy więcej niż jej masa własna. Zazwyczaj używamy jej do mocowania elementów o masie 20 kg i wykorzystujemy jedynie jedną tysięczną jej maksymalnego udźwigu. Nawet pod wpływem innych sił działających na urządzenie, nie jest możliwe przebicie elementu o ciężarze tysiąckrotnie większym od masy elementów, więc wytrzymałość na rozciąganie gwintowanego elementu jest wystarczająca i nie ma ryzyka uszkodzenia śruby z powodu niewystarczającej wytrzymałości.
Po drugie, pęknięcie śruby nie jest spowodowane wytrzymałością zmęczeniową śruby:
W eksperymencie luzowania wibracji poprzecznych śrubę można poluzować tylko sto razy, ale w eksperymencie wytrzymałości zmęczeniowej musi ona drgać milion razy. Innymi słowy, gwintowany element mocujący luzuje się, gdy wykorzystuje jedną dziesięciotysięczną swojej wytrzymałości zmęczeniowej, a my wykorzystujemy tylko jedną dziesięciotysięczną jego maksymalnej wytrzymałości, więc luzowanie gwintowanego elementu mocującego nie jest spowodowane wytrzymałością zmęczeniową śruby.
Po trzecie, prawdziwą przyczyną uszkodzenia połączeń gwintowych jest ich luz:
Po poluzowaniu śruby generowana jest ogromna energia kinetyczna mv2, która bezpośrednio oddziałuje na śrubę i urządzenie, powodując jego uszkodzenie. Po uszkodzeniu śruby urządzenie nie może pracować normalnie, co prowadzi do dalszych uszkodzeń urządzenia.
Pod wpływem siły osiowej gwint śruby ulega zniszczeniu, a śruba zostaje wyrwana.
W przypadku elementów złącznych poddawanych działaniu siły promieniowej śruba jest ścinana, a otwór na śrubę jest owalny.
Cztery, wybór metody blokowania gwintów o doskonałym efekcie blokującym jest podstawą rozwiązania problemu:
Weźmy na przykład młot hydrauliczny. Waga młota hydraulicznego GT80 wynosi 1,663 tony, a jego śruby boczne to 7 kompletów śrub M42 klasy 10.9. Siła rozciągająca każdej śruby wynosi 110 ton, a siła dokręcania wstępnego jest obliczana jako połowa siły rozciągającej, a siła dokręcania wstępnego sięga nawet trzystu lub czterystu ton. Jednak śruba pęknie i teraz trzeba ją wymienić na śrubę M48. Podstawowym powodem jest to, że blokada śruby nie rozwiązuje tego problemu.
Kiedy śruba pęka, ludzie łatwo dochodzą do wniosku, że jej wytrzymałość jest niewystarczająca, dlatego większość z nich stosuje metodę polegającą na zwiększeniu klasy wytrzymałości średnicy śruby. Metoda ta pozwala zwiększyć siłę dokręcania śrub, a także ich siłę tarcia. Oczywiście, można również poprawić efekt zapobiegający ich odkręcaniu. Jednak ta metoda jest w rzeczywistości metodą nieprofesjonalną, wymagającą zbyt dużych nakładów inwestycyjnych i przynoszącą zbyt małe zyski.
Krótko mówiąc, śruba jest taka: „Jeśli jej nie poluzujesz, pęknie”.
Czas publikacji: 29-11-2022
