تقویت مقاومت در برابر خستگی اتصالات پیچ و مهره

[diacobolt]

ظرفیت خستگی مفاصل پیچیده نسبت به ظرفیت استاتیک آن بسیار کم است. برای بهبود مقاومت در برابر خستگی اتصالات انواع پیچ و مهره در ماشین‌آلات، طراحان می‌توانند ظرفیت رزوه را افزایش داده و تنش‌های متناوب را در رزوه‌ها کاهش دهند. برای افزایش ظرفیت رزوه، توصیه می‌شود به جای فرایند برش، از فرایند نورد استفاده کنید. برای افزایش ظرفیت اتصالات رزوه‌دار، به جای یک بست بزرگ‌تر، از چندین اتصال‌دهنده کوچک‌تر استفاده کنید.

همچنین این ظرفیت با استفاده از یک کانکتور بهبود یافته، مانند یک Superbolt MJT (Multi-Jackbolt Tensioner) یا Flexnut افزایش می‌یابد که باعث بهبود توزیع بار در رزوه‌ها می‌شود و خاصیت ارتجاعی را به مفصل پیچیده اضافه می‌کند. بهترین راه برای بهبود مقاومت در برابر خستگی، کاهش فشارهای متناوب در رزوه‌ها است. سه روش اصلی برای انجام این کار وجود دارد: طراحی مونتاژ، سفت شدن مونتاژ و امنیت مونتاژ.

فرایند طراحی مونتاژ، فرصتی برای بهبود توزیع بار روی اتصالات پیچ‌دار مانند پیچ و مهره و کاهش سطح تنش‌های خارجی پشتیبانی شده توسط هر مفصل است. برای تسهیل در این امر، این اصول را در نظر داشته باشید:

[list=1]

[*]از بالاترین پیش تنیدگی ممکن استفاده کنید

[*]استفاده از پیچ را به حداقل برسانید تا بار خالص اندازه‌گیری شود

[*]از بزرگ‌ترین سطوح تماس ممکن استفاده کنید

[*]از بزرگ‌ترین طول بست (گیرداری) ممکن استفاده کنید

[*]در بیشتر موارد، از پیش بارگذاری بالاتر از بار بهره برداری استفاده کنید
[/list]

سایر گزینه‌های طراحی مونتاژ شامل استفاده از گل میخ و یا پرچ و مهره‌ها با استفاده از واشرهای الاستیک است که با اثرات نشست، خزش و کشیدگی دیفرانسیل حرارتی مقابله کند.

با توجه به سفت شدن مونتاژ، دستیابی به پیش تنیدگی اصلی عامل ضروری برای کاهش فشارهای متناوب است. توصیه می‌شود از ابزارهای کالیبره شده با دقت بالا استفاده کنید. همچنین استفاده از روان کننده مناسب برای دستیابی به دقت پیش بارگیری و کاهش مشکلات مربوطه توصیه می‌شود. یک توالی مناسب برای محکم کردن انتخاب کنید تا خطرات مربوط به پیچ‌های بدون پیش بارگذاری به طور مساوی و برای اطمینان از استفاده از تمام ظرفیت مفصل‌های پیچی استفاده شود.

با توجه به امنیت مونتاژ، توصیه می‌شود اتصالات پیچی را در برابر از بین رفتن پیش بارگذاری محافظت کنید. علاوه بر این، مونتاژ را در برابر اثرات محیطی، مانند خوردگی که می‌تواند خستگی را ایجاد کند، ایمن سازی کنید. این کار ممکن است از طریق انتخاب مواد مناسب و یا روکش برای قطعات و اتصال‌دهنده‌ها در زمان تولید پیچ و مهره انجام شود.

چرا در برخی از اتصالات، پیچ و مهره شل می‌شود؟

پیچ و مهره هنگامی که مفصل پیچی در معرض لرزش و یا بارهای پویا قرار دارد شل می‌شود. شل شدن اتصال‌دهنده‌ها به دلیل لرزش و یا بارهای پویا، پدیده مهمی است. زیرا یکی از شایع‌ترین دلایل خرابی اتصالات پیچ‌دار به شمار می‌رود. یک پیچ محکم به آرامی کشیده شده است، اما سعی کنید طول اصلی آن را دقیقا شبیه فنر فرض کنید. این کار فقط با چرخاندن پیچ و مهره در جهت شل شدن انجام می‌شود تا پیش بارگذاری در پیچ از بین برود. اما پیچ و مهره از چرخش با اصطکاک بین سطوح تماس در رزوه‌ها و زیر سر یا مهره پیچ جلوگیری می‌کند.

اگر یک مفصل در معرض ارتعاشات و یا بارهای پویا باشد که باعث حرکت نسبی بین سطوح تماس می‌شود، اصطکاک کاهش می‌یابد زیرا اصطکاک دینامیکی از حالت استاتیکی کمتر است. بنابراین پیچ و مهره دیگر تحت تاثیر اصطکاک قرار نمی‌گیرد و شل می‌شود. شایع‌ترین علل حرکت بین سطوح تماس لرزش و نیروهای پویای خارجی هستند که باعث حرکت پیچ می‌شوند. زمانی که پیچ و مهره‌ها در معرض ارتعاش قرار می‌گیرند، نیروهای مختلف در جهت‌های متفاوت به آنها وارد می‌شوند.