Dizajn zliatinové konštrukčné oceľové skrutky , vrátane faktorov, ako je geometria nite a povrchová úprava, hrá rozhodujúcu úlohu pri určovaní ich celkovej sily, výkonu a trvanlivosti v štrukturálnych aplikáciách. Takto tieto aspekty dizajnu ovplyvňujú silu skrutiek:
1. Geometria vlákna:
Rozstup a hĺbka závitu: rozstup (vzdialenosť medzi závitmi) a hĺbka závitov priamo ovplyvňujú distribúciu záťaže a pevnosť skrutky. Jemnejšie závity (s menším rozstupom) majú tendenciu mať vyššiu kapacitu nosenia, pretože menšia plocha povrchu umožňuje zapojiť sa viac vlákien, čím sa zlepšuje distribúcia napätia pozdĺž skrutky. Hrubšie vlákna (s väčším rozstupom) však môžu byť lepšie pre rýchlu a ľahkú inštaláciu, ale nemusia distribuovať napätie tak efektívne ako jemnejšie vlákna, čo potenciálne ovplyvňuje pevnosť skrutky pri zaťažení.
Profil vlákna: Geometria profilu vlákna, či už ide o ostrý alebo zaoblený dizajn, tiež ovplyvňuje koncentráciu napätia v koreňoch závitu. Profil ostrého vlákna môže spôsobiť vyššiu koncentráciu napätia, čo by mohlo viesť k zlyhaniu únavy pri cyklickom zaťažení. Profily zaoblených nití na druhej strane pomáhajú znižovať tieto koncentrácie napätia, zlepšujú únavovú pevnosť a celkovú trvanlivosť skrutky.
Dĺžka zásnubného závitu: Dĺžka zapojenia niťových závitov v komponente párenia (napr. Matica alebo otvor poklepla) ovplyvňuje strihovú pevnosť a pevnosť v ťahu skrutky. Dlhšie zapojenie vlákien poskytuje väčšiu plochu na rozdelenie sily, zvýšenie celkovej pevnosti skrutky a odporu voči uvoľneniu alebo odizolovaniu, najmä v aplikáciách s vysokým zaťažením.
2. Povrchová úprava:
Drsnosť povrchu: Drsnosť alebo plynulosť povrchu skrutky môže ovplyvniť jeho únavový odolnosť a trecie vlastnosti. Hladký povrchový povrch znižuje trenie počas inštalácie, čo uľahčuje utiahnutie skrutky a dosiahnutie požadovaného napätia. Okrem toho plynulejší povrch môže pomôcť znížiť tvorbu koncentrátorov napätia, ktoré sú oblasťami skrutky, kde je pravdepodobnejšie, že napätie povedie k zlyhaniu, najmä pri cyklickom zaťažení.
Tvrdosť povrchu: Tvrdosť povrchu skrutky hrá významnú úlohu pri jej odolnosti proti opotrebeniu a schopnosti odolávať deformácii pri zaťažení. Vytvrdený povrch môže významne zvýšiť silu skrutky, najmä v prostredí s vysokým stresom. Pomáha zabrániť tomu, aby sa povrch ľahko deformoval, čo by mohlo viesť k zlyhaniu, najmä v aplikáciách vystavených ťažkým silám alebo vibráciám.
Povlaky a pokovovanie: Aplikácia ochranných povlakov (ako je galvanizácia, pokovovanie zinočnatého alebo fosfát) môže zvýšiť odolnosť skrutky voči korózii, ktorá inak môže v priebehu času oslabiť skrutku a ovplyvniť jej pevnosť. Povlaky tiež poskytujú plynulejší povrch, čím sa počas sprísnenia zlepšujú charakteristiky trenia skrutky. Niektoré povlaky však môžu mierne zmeniť rozmery alebo zaviesť koeficient trenia, ktorý ovplyvňuje distribúciu záťaže a utiahnutý krútiaci moment.
Pasivácia alebo výstrel: Procesy ako pasivácia (na odstránenie vrstiev oxidov) alebo peening strely (na zavedenie tlakových napätí na povrch) môžu významne zlepšiť únavovú pevnosť skrutky. Napríklad výstrel posilňuje skrutku stlačením povrchu a znížením rizika začatia trhlín, čo zvyšuje jeho celkovú trvanlivosť pri dynamických zaťaženiach.
3. Nláchnutie a tolerancia:
Zadajte medzi skrutku a maticu alebo otvor: Presné prispôsobenie medzi závitmi skrutky a matičkou na párenie alebo poklepaný otvor ovplyvňuje pevnosť v ťahu a zaťažovaciu kapacitu upevňovača. Tesné tolerancie zaisťujú lepšie prispôsobenie, znižujú akúkoľvek hru medzi skrutkou a maticou alebo otvorom, čo môže viesť k koncentrácii napätia a prípadnému zlyhaniu pri zaťažení. Voľné záchvaty môžu viesť k slabším spojením a znížiť celkovú pevnosť skrutkového kĺbu.
4. Dĺžka skrutky a priemer:
Priemer: Priemer skrutky priamo súvisí s jeho pevnosťou v ťahu. Skrutka s väčším priemerom dokáže zvládnuť vyššie zaťaženie bez rozbitia alebo deformovania. Je to preto, že väčšia plocha prierezu zvyšuje kapacitu skrutky zaťaženia. Zvýšený priemer si však vyžaduje presnejšie výrobné tolerancie na udržanie vysokej sily a predchádzanie potenciálnym slabostiam, najmä v závitových porciách.
Dĺžka: Dĺžka skrutky tiež prispieva k jej pevnosti. Dlhšie skrutky poskytujú väčšiu plochu povrchu pre zapojenie nití a zlepšujú distribúciu síl. Nadmerne dlhé skrutky však môžu viesť k problémom s natiahnutím vlákna alebo prehnaným, čo by mohlo znížiť ich účinnú silu. Dĺžka musí byť primerane navrhnutá pre aplikáciu.
5. Predpätie a napätie:
Dizajn skrutky, najmä z hľadiska geometrie nite a povrchovej úpravy, ovplyvňuje, koľko je možné bezpečne použiť predpätie alebo napätie. Správne napnuté skrutky môžu zlepšiť distribúciu zaťaženia a odpor voči uvoľneniu pri dynamickom zaťažení. Čím plynulejší povrch a presnejšie sú vlákna rezané, tým konzistentnejšie je predpätie, čo priamo zlepšuje pevnosť a výkon skrutky v štrukturálnej aplikácii.
6. Upokojujúca a cyklická odolnosť proti zaťaženiu:
Návrh závitu a povrchová úprava významne prispievajú k odporu skrutky voči zlyhaniu únavy, čo je rozhodujúce v aplikáciách podrobených opakovanému alebo cyklickému zaťaženiu. Správne navrhnutý profil závitu a hladký povrch povrchu znížia potenciál prasklín na iniciovanie a šírenie za dynamických podmienok zaťaženia, čím sa skrutka v priebehu času odolala zlyhaniu únavy.
