Nogurums skrūvju savienojumos

Skrūvju savienojumos ir lūzuma veids, kas pazīstams kā noguruma lūzums. Noguruma lūzumi galvenokārt rodas ilgstošas{1}}cikliskas vibrācijas vidē. Līdzīgi kā ūdeņraža trauslums, tā lūzums ir pēkšņs, taču tie divi būtiski atšķiras-noguruma lūzums ir kumulatīvu bojājumu rezultāts ilgstošas ​​cikliskas slodzes rezultātā, savukārt ūdeņraža trauslums ir trausls lūzums, ko izraisa ūdeņraža atomi. Pašlaik nav tehnoloģijas, lai iepriekš paredzētu precīzu laiku, kad skrūve piedzīvos noguruma lūzumu. Tāpēc preventīvie pasākumi jāveic jau no sākuma posmiem, piemēram, projektēšanas, materiālu izvēles un uzstādīšanas.

Katrai skrūvei ir kalpošanas laiks. Lai gan dažas skrūves var izmantot atkārtoti, tās nevar izmantot bezgalīgi. Ja skrūve ilgstoši atrodas ekspluatācijas apstākļos, kas pārsniedz paredzēto slodzi, ievērojami palielinās noguruma lūzuma iespējamība. Šādi lūzumi ne tikai rada nopietnus ražošanas iekārtu bojājumus, bet arī nopietnos gadījumos var izraisīt drošības negadījumus.

Tātad, kāpēc skrūvēm rodas noguruma lūzums? Salīdzinoši konsekventa izpratne nozarē ir šāda: ciklisku slodžu (piemēram, vibrācijas un mainīga spiediena) ietekmē spriegums mēdz uzkrāties skrūves sprieguma koncentrācijas zonās (piemēram, vītnes saknēs un pārejā starp galvu un kātu). Ja atbilstošajām sastāvdaļām ir izmēru novirzes vaiskrūve ir uzstādīts ar nepareizu priekšslodzi (pārāk cieši vai pārāk vaļīgi), vietējā sprieguma nelīdzsvarotība tiks vēl vairāk saasināta. Ja uzkrātais spriegums pārsniedz materiāla noguruma robežu un materiāla plastiskums nav pietiekams, lai novērstu šo bojājumu, skrūves iekšpusē pakāpeniski veidosies mikroplaisas. Ciklu skaitam palielinoties, plaisas turpina izplatīties; kad tie sasniedz kritisko punktu, skrūve pēkšņi saplīsīs. Tas, ko mēs ar neapbruņotu aci redzam kā "pēkšņu lūzumu", patiesībā ir ilgstošas ​​-plaisu uzkrāšanās un pakāpeniskas izplatīšanās rezultāts. Visu procesu var rezumēt šādi: ciklisks spriegums iedarbojas uz skrūves sprieguma koncentrācijas punktiem → pamazām saplēš skrūvju matricu → veidojas mikroplaisas → plaisas izplatās līdz kritiskajam punktam → skrūve pēkšņi saplīst.

Tas ir viens no iemesliem, kāpēc skrūvēm pirms lietošanas jāveic stiepes izturības pārbaude. Lai gan stiepes pārbaude aizņem īsu laiku, tā ļauj provizoriski novērtēt skrūves mehāniskās pamatīpašības, novērojot lūzuma vietu (ja lūzums notiek sprieguma koncentrācijas vietās, piemēram, vītnes saknēs vai galviņas{1}}kāta pārejā, noguruma riskiem jābūt uzmanīgiem) un reģistrējot lūzuma spēku. Ja testā veikto skrūvju lūzuma spēks ir ievērojami mazāks par projektēšanas standartiem, nav ieteicams izmantot šo skrūvju partiju.

Turklāt vides temperatūras izmaiņas ietekmē arī skrūvju noguruma ilgumu. Ja skrūvi izmanto vidē ar pārāk augstu vai zemu temperatūru vai biežas mainīgas temperatūras svārstības, tas paātrinās materiāla noguruma bojājumus. Apvienojot to ar skrūves eroziju, ko izraisa korozīvas vielas gaisā (piemēram, mitrums un sāls izsmidzināšana), noguruma lūzuma iespējamība vēl vairāk palielināsies.

Lielākā daļa no šiem lūzumu riskiem ir saistīti ar materiāla pielāgošanos ekspluatācijas apstākļiem. Mēs varam samazināt noguruma lūzuma iespējamību, optimizējot ražošanas procesus: kad apstākļi atļauj, vispirms var pielāgot skrūvju apstrādes secību-, skrūvju sagataves tiek pakļautas termiskai apstrādei (rūdīšana un atlaidināšana), un pēc tam tiek veikta vītnes velmēšana (tradicionālais process dažos gadījumos ir vītnes velmēšana, kam seko termiskā apstrāde.augstas{0}}izturības skrūves, termiskā apstrāde pirms vītnes velmēšanas var samazināt papildu sprieguma koncentrāciju, kas rodas vītnes apstrādes laikā, tādējādi uzlabojot noguruma izturību). Alternatīvi, pilnībā vītņotas skrūves var aizstāt ar daļēji vītņotām skrūvēm. Galu galā skrūves gludajai kāta daļai nav vītnes struktūras, kas nodrošina vienmērīgāku sprieguma sadalījumu un daudz labāku noguruma izturību nekā vītņotajai daļai.