V naší průmyslové výrobě se šrouby často lámou, tak proč se šrouby lámou? Dnes se to analyzuje hlavně ze čtyř hledisek.
Ve skutečnosti je většina zlomení šroubů způsobena uvolněním a zlomí se kvůli uvolnění. Protože situace uvolnění a zlomení šroubů je zhruba stejná jako u únavového lomu, nakonec vždy najdeme příčinu v únavové pevnosti. Únavová pevnost je ve skutečnosti tak velká, že si ji nedokážeme představit, a šrouby během používání únavovou pevnost vůbec nepotřebují.
Za prvé, zlomení šroubu není způsobeno jeho pevností v tahu:
Vezměte si jako příklad vysokopevnostní šroub M20×80 třídy 8.8. Jeho hmotnost je pouze 0,2 kg, zatímco jeho minimální tahové zatížení je 20 t, což je až 100 000násobek jeho vlastní hmotnosti. Obecně jej používáme pouze k upevnění dílů o hmotnosti 20 kg a využíváme pouze tisícinu jeho maximální únosnosti. I při působení jiných sil v zařízení není možné prorazit tisícinásobek hmotnosti součástí, takže pevnost v tahu závitového spojovacího prvku je dostatečná a je nemožné, aby se šroub poškodil v důsledku nedostatečné pevnosti.
Za druhé, zlomení šroubu není způsobeno únavovou pevností šroubu:
Spojovací prvek lze v experimentu s povolováním příčnými vibracemi povolit pouze stokrát, ale v experimentu s únavovou pevností musí vibrovat milionkrát opakovaně. Jinými slovy, závitový spojovací prvek se povolí, když spotřebuje desetitisícinu své únavové pevnosti, a my spotřebujeme pouze desetitisícinu své velké kapacity, takže povolení závitového spojovacího prvku není způsobeno únavovou pevností šroubu.
Za třetí, skutečným důvodem poškození závitových spojů je uvolnění:
Po uvolnění spojovacího prvku se generuje obrovská kinetická energie mv2, která přímo působí na spojovací prvek a zařízení a způsobuje jeho poškození. Po poškození spojovacího prvku nemůže zařízení fungovat v normálním stavu, což dále vede k jeho poškození.
Závit spojovacího prvku vystaveného axiální síle se zničí a šroub se vytrhne.
U spojovacích prvků vystavených radiální síle je šroub smykový a otvor pro šroub je oválný.
Za čtvrté, výběr metody zajištění závitu s vynikajícím zajišťovacím účinkem je základem pro vyřešení problému:
Vezměte si jako příklad hydraulické kladivo. Hmotnost hydraulického kladiva GT80 je 1,663 tuny a jeho boční šrouby jsou 7 sad šroubů M42 třídy 10.9. Tahová síla každého šroubu je 110 tun a předpínací síla se vypočítá jako polovina tažné síly a předpínací síla dosahuje až tří set nebo čtyř set tun. Šroub se však zlomí a nyní je nutné jej vyměnit za šroub M48. Základním důvodem je, že zajištění šroubů tento problém nevyřeší.
Když se šroub zlomí, lidé snadno dojdou k závěru, že jeho pevnost není dostatečná, a proto většina z nich používá metodu zvýšení třídy pevnosti průměru šroubu. Tato metoda může zvýšit předběžnou utahovací sílu šroubů a také se zvýší jejich třecí síla. Samozřejmě lze také zlepšit účinek proti povolování. Tato metoda je však ve skutečnosti neprofesionální, s příliš velkými investicemi a příliš malým ziskem.
Stručně řečeno, šroub zní: „Když ho nepovolíš, zlomí se.“
Čas zveřejnění: 29. listopadu 2022
