A ötvözött szerkezeti acélcsavarok A tényezők, például a szál geometria és a felületi kivitel magában foglalja, döntő szerepet játszik az általános szilárdságuk, teljesítményük és tartósságuk meghatározásában a szerkezeti alkalmazásokban. Így befolyásolják ezek a tervezési szempontok a csavarok szilárdságát:
1. Szál geometria:
A szálak hangmagassága és mélysége: A hangmagasság (a szálak közötti távolság) és a szálak mélysége közvetlenül befolyásolja a csavar terhelését és szilárdságát. A finomabb szálak (kisebb hangmagassággal) általában nagyobb terhelés-hordozó kapacitással rendelkeznek, mivel a kisebb felület lehetővé teszi, hogy több szál is bekapcsolódjon, javítva a feszültség eloszlását a csavar mentén. Ugyanakkor a durvabb szálak (nagyobb hangmagassággal) jobbak lehetnek a gyors és egyszerű telepítéshez, de lehet, hogy nem oszlanak el olyan hatékonyan a stresszt, mint a finomabb szálak, potenciálisan befolyásolva a csavar szilárdságát terhelés alatt.
Szálprofil: A szálprofil geometriája, akár éles, akár lekerekített kialakítás, szintén befolyásolja a szálak gyökereiben lévő feszültségkoncentrációt. Az éles szálprofil magasabb feszültségkoncentrációt okozhat, ami ciklikus terhelések esetén fáradtság -meghibásodást okozhat. A lekerekített szálprofilok viszont hozzájárulnak ezeknek a feszültségkoncentrációnak, javítva a fáradtság szilárdságát és a csavar általános tartósságát.
A szál eljegyzési hossza: A szálak eljegyzésének hossza a párzási komponensben (például egy anya vagy csapdába ejtő lyuk) befolyásolja a csavar nyírószilárdságát és szakítószilárdságát. A hosszabb szálakba való elkötelezettség több területet biztosít az erő eloszlásához, növelve a csavar általános szilárdságát és ellenállását a meglazulás vagy a sztrippelés iránt, különösen a nagy terhelésű alkalmazásokban.
2. Felületi kivitel:
Felületi érdesség: A csavar felületének érdessége vagy sima befolyásolhatja fáradtságállóságát és súrlódási tulajdonságait. A sima felületi felület csökkenti a súrlódást a telepítés során, megkönnyítve a csavar meghúzását és a kívánt feszültséget. Ezenkívül egy simább felület segíthet csökkenteni a stresszkoncentrátorok képződését, amelyek a csavar olyan területei, ahol a stressz nagyobb valószínűséggel vezet kudarchoz, különösen ciklikus terhelés esetén.
Felszíni keménység: A csavar felületének keménysége jelentős szerepet játszik a kopásállóságában és a terhelés alatt álló deformáció elleni képességében. A megkeményedett felület jelentősen növeli a csavar szilárdságát, különösen a nagy stressz környezetben. Segít megakadályozni, hogy a felület könnyen deformálódjon, ami kudarchoz vezethet, különösen a nehéz erők vagy rezgések hatására.
Bevonatok és bevonatok: A védőbevonatok (például galvanizálás, cink bevonás vagy foszfátálás) alkalmazása javíthatja a csavar korrózióval szembeni ellenállását, ami egyébként az idővel gyengítheti a csavart és befolyásolhatja annak szilárdságát. A bevonatok simább felületet is biztosítanak, javítva a csavar súrlódási tulajdonságait a meghúzás során. Bizonyos bevonatok azonban kissé megváltoztathatják a méreteket, vagy olyan súrlódási együtthatót vezethetnek be, amely befolyásolja a terhelés eloszlását és a nyomaték meghúzását.
Passziválás vagy lövés peening: Az olyan folyamatok, mint a passziváció (az oxidrétegek eltávolításához) vagy a lövés (a nyomófeszültségek bevezetése a felületre), jelentősen javíthatják a csavar fáradtságát. Például a lövés peening megerősíti a csavart a felület tömörítésével és a repedés kezdeményezésének kockázatának csökkentésével, ami növeli annak általános tartósságát dinamikus terhelések mellett.
3. Szál illesztés és tolerancia:
Össze illeszteni a csavar és az anya vagy a lyuk közé: A csavarszálak és a párosító anya vagy a becsapott lyuk közötti pontos illeszkedés befolyásolja a rögzítőelem szakítószilárdságát és terhelési képességét. A szoros tűrésűek biztosítják a jobb illeszkedést, csökkentve a csavar és az anya vagy a lyuk közötti játékot, ami terhelés közben stresszkoncentrációhoz és esetleges kudarchoz vezethet. A laza illesztések gyengébb csatlakozásokhoz vezethetnek, és csökkenthetik a csavarozott ízület teljes szilárdságát.
4. Csavar hossza és átmérője:
Átmérő: A csavar átmérője közvetlenül kapcsolódik a szakítószilárdságához. A nagyobb átmérőjű csavar képes kezelni a nagyobb terheléseket törés vagy deformálás nélkül. Ennek oka az, hogy egy nagyobb keresztmetszeti terület növeli a csavar teherhordó képességét. A megnövekedett átmérő azonban pontosabb gyártási tűréseket is igényel a nagy szilárdság fenntartása és a lehetséges gyengeségek megelőzése érdekében, különösen a menetes részeknél.
Hossz: A csavar hossza szintén hozzájárul az erősségéhez. A hosszabb csavarok több felületet biztosítanak a szálak elkötelezettségéhez, javítva az erők eloszlását. A túl hosszú csavarok azonban problémákhoz vezethetnek a szálak nyújtásával vagy a túlzottan meghúzódó problémákkal, amelyek csökkenthetik hatékonyságukat. A hosszúságot az alkalmazáshoz megfelelően kell megtervezni.
5. Előzetes betöltés és feszültség:
A csavar kialakítása, különösen a szál geometria és a felületi kivitel szempontjából, befolyásolja az előterhelést vagy a feszültséget biztonságosan. A megfelelően feszített csavarok javíthatják terhelésük eloszlását és a dinamikus terhelések lazításának ellenállását. Minél simább a felület és pontosabban a szálak vágása, annál következetesebb lehet az előterhelés, ami közvetlenül javítja a csavar erősségét és teljesítményét a szerkezeti alkalmazásban.
6. Fáradtság és ciklikus terhelés ellenállás:
A szálak kialakítása és a felület befejezése jelentősen hozzájárul a csavar fáradtság -elégtelenségének ellenállásához, ami kritikus jelentőségű az ismételt vagy ciklikus terhelésnek kitett alkalmazásokban. A megfelelően megtervezett szálprofil és a sima felületi felület csökkenti a repedések potenciálját, hogy dinamikus terhelési körülmények között kezdeményezzen és szaporodjon, így a csavart az idő múlásával ellenállóbbá teszi a fáradtság meghibásodását.
