Quali sono i fattori che influiscono sulla resistenza alla fatica dei bulloni?
Poiché il bullone è un componente tipicamente multi-intaglio, la sua resistenza alla fatica sarà ovviamente influenzata da molti fattori, quali dimensioni, struttura, materiale e processo di fabbricazione. Innanzitutto, dobbiamo sapere qual è la resistenza alla fatica e qual è la rottura per fatica.
Scopri di più sulla resistenza alla fatica e sulla rottura per fatica
Forza di fatica si riferisce alla massima sollecitazione del materiale sottoposta a infiniti carichi alternati senza rottura, nota anche come limite di fatica.
Per parti meccaniche quali alberi, ingranaggi, cuscinetti, pale e molle, la sollecitazione in ogni punto del processo di lavorazione cambia periodicamente nel tempo. Questa sollecitazione che cambia periodicamente nel tempo è detta sollecitazione alternata (detta anche sollecitazione ciclica).
La rottura per fatica è una delle principali cause di guasto dei componenti meccanici. Secondo le statistiche, oltre l'80% dei guasti ai componenti meccanici è dovuto alla rottura per fatica. Inoltre, poiché prima della rottura per fatica non si verificano deformazioni evidenti, questo tipo di guasto è spesso causa di incidenti gravi.
Pertanto, per alberi, ingranaggi, cuscinetti, pale, molle e altre parti soggette a carichi alternati, è opportuno selezionare materiali con una migliore resistenza alla fatica.
Quali sono le caratteristiche del cedimento per fatica? Forza?
1. Presenta le caratteristiche di improvvisità, località e sensibilità all'ambiente e ai difetti.
2. Poiché non è facile scoprirlo in tempo, è facile che si verifichino incidenti.
Quali sono i fattori che influenzano l'affaticamento dei bulloni? Forza?
1. La qualità della superficie del filo
1. Quanto minore è la rugosità superficiale del materiale, tanto minore è la concentrazione di stress e tanto maggiore è la resistenza alla fatica. All'aumentare della rugosità superficiale del materiale, il limite di fatica diminuisce.
2. A parità di rugosità, diversi gradi di acciaio e diversi metodi di fabbricazione presentano diversi gradi di riduzione del limite di fatica. Ad esempio, quando la filettatura è un bullone in acciaio M6-1.0 40CrNiMo e la rugosità cambia da 0.08-0.16 a 0.63-1.35, la resistenza alla fatica diminuisce del 33%. Per i bulloni con filettatura M1.2-1.5, quando la rugosità superficiale cambia da 0.08-0.16 a 0.16-0.32, la resistenza alla fatica diminuisce del 21%.
3. Molatura, pallinatura e rullatura, ecc. sulla superficie del materiale. può migliorare la resistenza alla fatica del materiale.
2. Influenza del processo di rullatura dei filetti
1. La filettatura tramite rullatura produrrà uno strato di rinforzo per deformazione e un'elevata sollecitazione compressiva residua, che può prevenire efficacemente l'inizio e la crescita precoce di cricche da fatica.
2. La filettatura tramite rullatura riduce la rugosità superficiale della valle, il che è utile per migliorare la resistenza alla fatica del bullone.
Nota:
- Se il filo viene pressato a rullo e poi trattato termicamente, i fattori favorevoli sopra menzionati scompariranno. Pertanto, al fine di migliorare la resistenza alla fatica del bullone, la filettatura dovrebbe essere rullata dopo il trattamento termico.
- La durezza dei bulloni, in particolare di quelli ad alta resistenza, è solitamente maggiore dopo il trattamento termico, il che può ridurre la durata della filiera rullatrice.
- Se la qualità della rullatura del filetto non è sufficientemente buona, si generano microcricche o fenomeni di spellatura simili alla fatica da contatto sulla superficie o sulla radice del filetto; l'effetto di miglioramento delle prestazioni di fatica del bullone non è evidente e persino le prestazioni di fatica saranno ridotte.
3. la distanza tra la superficie terminale del dado e la filettatura
I test hanno dimostrato che più la superficie del dado è vicina alla filettatura, più precoce sarà la rottura del bullone.
4. Difetti del materiale stesso
Alcuni bulloni non vengono lavorati meccanicamente dopo la stampaggio a freddo o la trafilatura a freddo, quindi i difetti superficiali della materia prima rimangono sulla superficie del pezzo finito. Inoltre, può facilmente trasformarsi in una fonte di cricche da fatica, con conseguente rottura precoce per fatica.
5. Forma della valle del filo
Quando il bullone è sottoposto a sollecitazione, si verifica una concentrazione di sollecitazioni nella valle della filettatura, il cui valore dipende in larga misura dalla forma della valle. Modificare la forma della valle: più liscia è la scanalatura della valle della filettatura, minore sarà la concentrazione di stress e maggiore sarà la resistenza alla fatica.
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