Kā darbojas skrūves

Skrūves ir mūsdienu ražošanas pamatkomponenti, ko plaši izmanto komerciālos un rūpnieciskos izstrādājumos, sākot no lidmašīnām līdz dārza instrumentiem. Lai gan to funkcija var šķist vienkārša, bultskrūvēm ir salīdzinoši sarežģītas mehāniskās īpašības un konstrukcijas iezīmes, lai nodrošinātu uzticamus savienojumus.

Skrūves praktiskā darbība ir atkarīga ne tikai no tās ietilpības montāžas caurumā, bet arī no īpašu specifikāciju kopuma. Skrūvju veids, fiziskie izmēri, vītnes blīvums, materiāla pakāpe un pievilkšanas prasības ir svarīgi faktori efektīvai skrūvju montāžai. Tāpat saskaņotajai uzgriežņu un skrūvju kombinācijai ir būtiska ietekme uz detaļu montāžu un kopējo produkta veiktspēju. Pārāk gara skrūve var izraisīt mehāniskus traucējumus, savukārt skrūve ar nepietiekamu stiepes izturību var izraisīt iekārtas bojājumus. Tāpēc izpratne par to, kā bultskrūves pilda savas funkcijas, var atšķirt veiksmīgu projektu un neveiksmīgu projektu.

Skrūvju vītnes

Vītnes ir viena no galvenajām skrūvju iezīmēm. Tie darbojas, pamatojoties uz pamatprincipu, ka ap stiprinājuma kātu spirālveidīgi aptīta slīpa plakne. Šī spirāle pārvērš rotācijas spēku aksiālā lineārā kustībā. Pagriežot skrūvi, savienojuma uzgrieznis virzās pa slīpo spirālveida virsmu. Jo lielāks ir pievilkšanas griezes moments, jo lielāks aksiālais spēks spiež uzgriezni uz priekšu, kas izstiepj skrūves kātu un rada savilkšanas spēku, kas saspiež savienotās detaļas. Vītnes ar smalkāku soli var uzlabot locītavas kapacitāti. Paraugstas stiprības skrūves, vītnes velmēšana, kas veikta pēc termiskās apstrādes, vēl vairāk uzlabo vītnes izturību un noguruma izturību.

Mehāniskie spēki

Pievelkot skrūvi, tiek iedarbināti vairāku veidu mehāniskie spēki, kas nodrošina salikto savienojumu drošu. Galvenie spēki, kas rodas skrūvju uzstādīšanas laikā, ir aprakstīti zemāk:

Saspiedes spēks:Spiedes spēks, ko skrūve iedarbojas uz savienojumu, lai cieši noturētu kopā divas vai vairākas sastāvdaļas.

Iepriekšēja ielāde:Tiek ražots, kad vītnes nofiksējas un skrūves kāts stiepjas pievilkšanas laikā. Iepriekšēja slodze saglabā vītni savienotu un fiksētu stāvoklī.

Bīdes spēks:Šķērsvirziena slodze, kas darbojas perpendikulāri skrūves asij. Bīdes spēks var pastāvēt neatkarīgi vai uzklāts ar stiepes slodzi.

Stiepes spēks:Slodze, kas tiek pielikta gar skrūves garenisko asi, kas darbojas visā tās garumā, nevis šķērsgriezumā.

Saspiedes spēks satur sastāvdaļas kopā, un to kopīgi nosaka priekšslodze un savienoto daļu stingrība. Savienojuma atdalīšanās un skrūvju bojājums rodas, ja ārējā stiepes slodze pilnībā kompensē priekšslodzi. Parasti lielāka priekšslodze nodrošina lielāku iespīlēšanas spēku un uzticamāku skrūvju savienojumu. Ideālos montāžas apstākļos pareizi pievilktiem savienojumiem ir jāsamazina tiešā bīdes slodze. Detalizētas aprēķinu formulas ir atrodamas profesionālo stiprinājumu dizaina atsaucēs.

Ražošana mehāniskai darbībai

Amerikas Testēšanas un materiālu biedrība (ASTM) nosaka daudzus standartus, kas regulē skrūvju izmērus, izejmateriālus un pēcapstrādes procesus. Skrūves ir pieejamas dažādos nominālos garumos un vairākās galvas konfigurācijās, tostarp sešstūra, ovālas, plakanas un ligzdas galviņas. Bultskrūves vispārējo mehānisko veiktspēju var novērtēt pēc tās pagarinājuma lūzuma brīdī, savukārt tecēšanas robeža nosaka sprieguma slieksni, pie kura notiek plastiskā deformācija. Stiepes izturība vienmēr ir augstāka par tecēšanas robežu. Ekspluatācijas laikā darba slodzei uz skrūvēm jāpaliek zem tecēšanas robežas. Skrūves ar lielu atstarpi starp stiepes izturību un tecēšanas spēku uzskata par kaļamām; pirms galīgā lūzuma tie tiek pakļauti ievērojamam plastmasas pagarinājumam.

Ir pieejami daudzu veidu skrūves, piemēramT veida skrūves.Tos var ražot no plaša materiālu klāsta, starp kuriem tērauds ir dominējošā izvēle lielākajai daļai augstas stiprības lietojumu. Tērauda skrūves tiek klasificētas pēc stiepes izturības un tecēšanas robežas, kas izteiktas ņūtonos uz kvadrātmilimetru (N/mm²). Piemēram, 5.8. klases tērauda skrūves nominālā stiepes izturība ir aptuveni 500 N/mm² un nominālā tecēšanas robeža ir aptuveni 400 N/mm². Citi izplatīti skrūvju materiāli, tostarp pret koroziju izturīgs nerūsējošais tērauds, leģētais tērauds un kompozītmateriāli, izmanto to pašu klasifikācijas sistēmu.