Quais são os fatores que afetam a resistência à fadiga dos parafusos?
Como o parafuso é uma peça típica com vários entalhes, a resistência à fadiga do parafuso será obviamente afetada por muitos fatores, como tamanho, estrutura, material e processo de fabricação. Primeiro, precisamos saber o que é resistência à fadiga e falha por fadiga.
Saiba mais sobre o que é força de fadiga e falha de fadiga
Força de fadiga refere-se à tensão máxima do material sob infinitas cargas alternadas sem falha, também conhecida como limite de fadiga.
Para peças mecânicas, como eixos, engrenagens, rolamentos, lâminas e molas, a tensão em cada ponto do processo de trabalho muda periodicamente com o tempo. Esse estresse que muda periodicamente com o tempo é chamado de estresse alternado (também chamado de estresse cíclico).
A falha por fadiga é uma das principais causas de falha em peças mecânicas. Segundo as estatísticas, mais de 80% das falhas em peças mecânicas são atribuídas à fadiga. Além disso, como geralmente não há deformação visível antes da falha por fadiga, ela costuma ser a causa de acidentes graves.
Portanto, para eixos, engrenagens, rolamentos, lâminas, molas e outras peças sujeitas a cargas alternadas, materiais com melhor resistência à fadiga devem ser selecionados para fabricação.
Quais são as características da falha por fadiga Resistência (Strength)?
1. Possui características de rapidez, localidade e sensibilidade ao ambiente e defeitos.
2. Como não é fácil ser descoberto a tempo, é fácil causar acidentes.
Quais são os fatores que afetam a fadiga dos parafusos? Resistência (Strength)?
1. A qualidade da superfície do fio
1. Quanto menor a rugosidade da superfície do material, menor a concentração de tensões e maior a resistência à fadiga. À medida que a rugosidade da superfície do material aumenta, o limite de fadiga diminui.
2. Sob a mesma rugosidade, diferentes graus de aço e diferentes métodos de fabricação apresentam diferentes graus de redução do limite de fadiga. Por exemplo, quando a rosca é um parafuso de aço M6-1.0 40CrNiMo, quando a rugosidade muda de 0.08-0.16 para 0.63-1.35, a resistência à fadiga diminui em 33%. Para parafusos com rosca M1.2-1.5, quando a rugosidade da superfície muda de 0.08-0.16 para 0.16-0.32, a resistência à fadiga diminui em 21%.
3. Esmerilhamento, jateamento e laminação, etc. na superfície do material. pode melhorar a resistência à fadiga do material.
2. Influência do processo de laminação de roscas
1. A rosca prensada por laminação produzirá uma camada de reforço à deformação e alta tensão de compressão residual, o que pode efetivamente prevenir o início e o crescimento precoce de rachaduras por fadiga.
2. A prensagem por laminação reduzirá a rugosidade da superfície do vale, o que é benéfico para melhorar a resistência à fadiga do parafuso.
Observação:
- Se a rosca for prensada por laminação e depois tratada termicamente, os fatores favoráveis acima desaparecerão. Portanto, da perspectiva de melhorar o desempenho de fadiga do parafuso, a rosca deve ser prensada por laminação após o tratamento térmico.
- A dureza dos parafusos, especialmente os de alta resistência, geralmente é maior após o tratamento térmico, o que pode reduzir a vida útil da matriz de laminação de roscas.
- Se a qualidade da laminação da rosca não for boa o suficiente, microfissuras ou fenômenos de descascamento semelhantes à fadiga de contato são gerados na superfície ou raiz da rosca, o efeito de melhoria do desempenho de fadiga do parafuso não é óbvio, e até mesmo o desempenho de fadiga será reduzido.
3. A distância entre a face final da porca e a rosca
Testes mostraram que quanto mais próxima a face da porca estiver do local da rosca, mais rápida será a falha do parafuso.
4. Defeitos no próprio material
Alguns parafusos não são usinados após a repuxagem a frio ou trefilação a frio, de modo que os defeitos superficiais da matéria-prima permanecem na superfície da peça acabada. E é fácil se tornar uma fonte de rachaduras por fadiga, resultando em falha prematura por fadiga.
5. Formato de vale de rosca
Quando o parafuso é tensionado, ocorre uma concentração de tensão no vale da rosca, e seu valor depende em grande parte do formato do vale. Altere o formato do vale, por exemplo, quanto mais suave for a ranhura do vale da rosca, menor será a concentração de tensão e maior será a resistência à fadiga.
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