Rūpnieciskajā ražošanā un ikdienas iekārtu lietošanā bultskrūves kalpo kā serdes savienojošie stiprinājumi, kas atbild par konstrukciju slodžu nostiprināšanu, savienošanu un noturēšanu. Ilgstoša dienesta laikā,skrūvesTos ietekmē vairāki faktori, piemēram, slodzes apstākļi, darba vide, ražošanas procesi un montāžas kvalitāte, kas var viegli izraisīt lūzumu. Tas var vēl vairāk izraisīt aprīkojuma izslēgšanu, konstrukcijas bojājumus un pat nopietnus drošības negadījumus. Šis darbs sistemātiski iepazīstina ar izplatītākajām lūzumu formām, veidošanās mehānismiem, pārslodzes lūzuma makroskopisko lūzumu raksturlielumiem, augsta riska lūzuma pozīcijām un lūzuma stāvokļiem dažādos skrūvju slodzes apstākļos, sniedzot tehnisko atbalstu skrūvju atteices novēršanai, iekārtu apkopei un procesa optimizēšanai.

I. Skrūvju biežākās lūzumu formas

1. Pārslodzes lūzums

Pārslodzes lūzums rodas, ja momentānā slodze, kas tiek pielikta skrūvei, pārsniedz materiāla galīgo stiepes izturību, kas pieder pie tipiskā statiskā kaļamā vai trauslā lūzuma. Šāda veida lūzums notiek pēkšņi bez acīmredzamām pirms neveiksmes pazīmēm. Kaļamiem materiāliem lūzuma virsmai parasti ir kausa konusa forma vai 45 grādu slīpums ar raupjām virsmām un ievērojamām plastiskām deformācijām. Augstas stiprības trauslām skrūvēm lūzuma virsma ir salīdzinoši plakana ar nenozīmīgu plastisko deformāciju.

Lūzumu cēloņi: Nepamatota konstrukcijas konstrukcija noved pie nepietiekama izmēra skrūvju izvēles un nepietiekamas slodzes robežas, kā rezultātā ilgstoši tiek veikta pārslodze. Pēkšņi neparasti darba apstākļi, piemēram, triecienslodzes un pārejošas pārslodzes iekārtas darbības laikā, var izraisīt arī tūlītēju pārmērīgu slodzi. Piemēram, celtņa pacelšanas mehānismu savienojošās skrūves var ciest pārslodzes lūzumu, paceļot lieko svaru.

2. Noguruma lūzums

Noguruma lūzums ir visizplatītākais skrūvju bojājuma veids. Pie ilgstošas ​​cikliskas slodzes, piemēram, mainīga spriedze, saspiešana, liece un vibrācija, sprieguma koncentrācijas zonās rodas mikro noguruma plaisas. Plaisas pakāpeniski izplešas ar slodzes cikliem, nepārtraukti samazinot efektīvo gultņa laukumu un galu galā izraisa pēkšņu lūzumu pat tad, ja darba slodze nepārsniedz nominālo vērtību. Noguruma lūzums notiek bez acīmredzamas plastiskas deformācijas. Lūzuma virsma parasti ir gluda ar tipiskām čaumalām vai gada gredzenam līdzīgām tekstūrām.

Lūzumu cēloņi: Iekārtas ilgstoša abpusējā kustība un augstfrekvences vibrācija pakļauj skrūves periodiskai mainīgai slodzei. Piemēram, automašīnu dzinēju savienojošo stieņu skrūves iztur cikliskas stiepes un kompresijas slodzes, ko rada virzuļu un klaņu augstfrekvences turp un atpakaļ kustība, kā rezultātā rodas uzkrāti noguruma bojājumi un noguruma lūzums.

3. Korozijas lūzums

Kad skrūves darbojas korozīvā vidē, uz pamatmateriāla rodas ķīmiska vai elektroķīmiska korozija, veidojot virsmas defektus, piemēram, rūsu un punktveida koroziju. Šie defekti samazina efektīvo gultņu laukumu un skrūvju mehānisko izturību, izraisot lūzumu normālos darba slodzes apstākļos. Uz lūzumu virsmām var novērot korozijas produktus, piemēram, rūsas slāņus un korozijas bedres.

Lūzumu cēloņi: Skrūves, kas kalpo mitrā vidē, korozīvā vidē ar sāls izsmidzināšanu vai skābju bāzi, ir pakļautas korozijas bojājumiem, piemēram, konstrukciju tērauda objektos jūras tuvumā un ķīmiskās rūpniecības iekārtās. Piemēram, savienojošās skrūves uz kuģu klājiem nepārtraukti noārda jūras ūdens un sāls izsmidzināšana, kā rezultātā notiek materiāla degradācija un korozijas lūzums.

4. Sprieguma korozijas lūzums

Sprieguma korozijas lūzums attiecas uz trausliem lūzumiem, kas rodas pastāvīgas stiepes sprieguma un specifiskas korozīvas vides kombinētas darbības rezultātā. Agrīnā stadijā plaisa aug lēni bez acīmredzamiem atteices simptomiem, un pēkšņs lūzums notiek, kad plaisa sasniedz kritisko izmēru. Lūzuma virsmai ir divējādas īpašības: sprieguma atteice un korozijas bojājumi.

Lūzumu cēloņi: Daži skrūvju materiāli var radīt un paplašināt sprieguma korozijas plaisas zemā pastāvīgā stiepes sprieguma apstākļos īpašās korozīvās vidēs. Tipisks gadījums ir austenīta nerūsējošā tērauda skrūvju sprieguma korozijas lūzums vidē, kurā ir daudz hlorīdu.

5. Ūdeņraža trausluma lūzums

Ražošanas vai apkopes laikā ūdeņraža atomi iekļūst un uzkrājas skrūves materiāla iekšpusē, veidojot ūdeņraža molekulas, kas rada milzīgu iekšējo spiedienu. Tas izraisa režģa plaisāšanu un mikroplaisu izplatīšanos, kas galu galā noved pie trausliem lūzumiem. Ūdeņraža trauslums ir tipiska trausla atteice, ko raksturo plakanas lūzuma virsmas un bez acīmredzamas plastiskas deformācijas.

Lūzumu cēloņi: Ūdeņraža atomi iekļūst tērauda matricā galvanizācijas, skābes kodināšanas, fosfatēšanas un citu virsmas apstrādes procesu laikā bez atbilstošas ​​dehidrogenēšanas apstrādes.Augstas stiprības tērauda skrūvesir ļoti jutīgi pret ūdeņraža trauslumu. Pārmērīga ūdeņraža jonu koncentrācija apšuvuma šķīdumā un nekvalificēti dehidrogenēšanas procesi ir galvenie ūdeņraža trausluma lūzuma cēloņi.

6. Ražošanas defektu izraisīts lūzums

Sprieguma koncentrācijas avotus veido iekšējie un virsmas defekti, kas rodas izejmateriālu ražošanas un skrūvju izgatavošanas laikā. Zem slodzes spriegums strauji palielinās defektu pozīcijās, izraisot plaisu sākšanos un ātru izplatīšanos, kas galu galā noved pie lūzuma. Uz lūzuma virsmas var skaidri novērot oriģinālās ražošanas defekta pazīmes.

Lūzumu cēloņi: izejvielu defekti, piemēram, ieslēgumi, porainība, saraušanās dobumi un segregācija; nepareiza kalšanas, termiskās apstrādes un virpošanas procesu kontrole rada dzēšanas plaisas, slīpēšanas plaisas, instrumentu pēdas un skrāpējumus.

II. Trīs raksturīgās skrūvju pārslodzes lūzuma zonas

1. Šķiedru zona

Pozīcija: atrodas lūzuma virsmas centrā, kalpojot par plaisas ierosināšanas un sākotnējās izplatīšanās zonu.

Morfoloģiskās īpašības: Virsma ir raupja un šķiedraina ar redzamu plastisko deformāciju un mikrotukšumu agregāciju, kas ir tipiska kaļamā lūzuma pazīme.

Veidošanās mehānisms: Sākotnējā lūzuma stadijā bultskrūves materiāls tiek pakļauts plastiskajai reoloģijai spriedzes ietekmē. Mikrotukšumi ģenerē, aug, agregējas un savienojas, veidojot šķiedru lūzumu morfoloģiju.

2. Izstarojuma zona

Pozīcija: atrodas ārpus šķiedru zonas, kas atbilst ātras plaisas izplatīšanās stadijai.

Morfoloģiskās īpašības: lūzuma virsma ir salīdzinoši plakana ar skaidrām radiālām vai skujiņu kauliem, kas stiepjas uz āru no centra.

Veidošanās mehānisms: Kad sākotnējā plaisa izplešas līdz kritiskajam izmēram, tā nonāk ātrās izplatīšanās stadijā. Spēcīga sprieguma koncentrācija plaisas galā izraisa ātru transgranulāru vai starpgranulu plīsumu, veidojot radiālu lūzumu morfoloģiju.

3. Nobīdes lūpu zona

Pozīcija: Izkliedēts lūzuma virsmas ārmalā, veidojas pēdējā lūzuma stadijā.

Morfoloģiskās īpašības: Virsma ir gluda un slīpa ar tipiskām bīdes slīdēšanas pazīmēm, veidojot gredzenveida bīdes lūpu, kas ir kaļamā lūzuma pēdējais raksturlielums.

Veidošanās mehānisms: Pēdējā lūzuma stadijā atlikušais materiāls slīd un saplīst gar maksimālo bīdes plakni liela sprieguma ietekmē, radot plastisku bīdes deformāciju un veidojot bīdes lūpu struktūru.

777

III. Skrūvju pārslodzes lūzuma kopējās pozīcijas

888

1. Pirmais vītnes zobs riekstu nesošās virsmas tuvumā

Skrūvju savienojumu slodzes galvenokārt tiek pārnestas caur vītņu zobiem. Pirmais vītnes zobs, kas atrodas netālu no uzgriežņa nesošās virsmas, iztur vislielāko slodzi un rada vislielāko sprieguma koncentrāciju. Tā ir visjutīgākā pozīcija pārslodzes lūzumiem ilgstošas ​​ekspluatācijas laikā.

2. Vītnes sakne pārejas vietā starp skrūves galvu un kātu

Vītnes saknei ir pēkšņas ģeometriskas izmaiņas un augsts sprieguma koncentrācijas koeficients. Sarežģītos sprieguma stāvokļos tas kļūst par skrūvju strukturālo vājo punktu un ir pakļauts lūzumam pārslodzes un trieciena slodžu ietekmē.

3. Pārejas zona starp gludo kātu un vītnes sekciju

Pēkšņas šķērsgriezuma izmēra un struktūras izmaiņas gludā kāta un vītnes sekcijas krustojumā izraisa acīmredzamu sprieguma koncentrāciju un nevienmērīgu sprieguma sadalījumu. Šī pozīcija viegli rada plaisu sākšanos pārslodzes apstākļos un noved pie lūzuma atteices.

IV. Skrūvju lūzuma stāvokļi dažādās slogošanas formās

1. Lūzums stiepes spriedzes ietekmē

Var novērot tipisku kausa konusa lūzumu un acīmredzamu kopējo pagarinājumu un kakla deformāciju. Augstas stingrības skrūvēm stiepes pārslodzes gadījumā galīgā lūzuma daļa veido aptuveni 45 grādu bīdes leņķi ar skrūves asi, kas pieder pie tipiskā kaļamā pārslodzes lūzuma, kas pārsvarā notiek vājā vītnes saknes stāvoklī.

999

2. Lūzums trieciena spriedzes un lieces momenta ietekmē

Uz lūzuma virsmas var novērot radiālas faktūras un bīdes lūpas, savukārt bīdes lūpas ir nepilnīgas un nevienmērīgi sadalītas bez pilnas gredzenveida formas. Lūzums rada nelielu plastisko deformāciju un acīmredzamas trausluma īpašības, ko galvenokārt izraisa momentāna trieciena un lieces slodzes.

101010

3. Lūzums kombinētā vērpes un spriedzes spriedzes ietekmē

Kombinētās vērpes un stiepes slodzēs lūzuma virsmā ir acīmredzamas virpuļojošas vērpes faktūras, kā arī pusmēness vai vēdekļveida morfoloģijas. Izteiktus lūzuma kropļojumus un nobīdi veido materiālu relatīvā slīdēšana un plīsumi gar bīdes plakni griezes bīdes spēka ietekmē.

111111