Ar paviršiaus apdorojimas turi įtakos varžtų priveržimo charakteristikoms?

Ar paviršiaus apdorojimas turi įtakos priveržimo savybėms varžtai? Taip. Siekiant sumažinti varžtų sukimo momento koeficiento sklaidos paklaidą ir pagerinti atsparumą korozijai, tvirtinimo detalės paprastai apdorojamos paviršiumi. Tačiau skirtingas paviršiaus apdorojimas turi didelę įtaką srieginių tvirtinimo detalių trinties koeficientui, o tai galiausiai turi įtakos varžtų priveržimo savybėms. Sujungus atitinkamas žinias apie tvirtinimo detales, toliau analizuojamas paviršiaus apdorojimo poveikis varžtų priveržimo charakteristikoms.

I. Trinties koeficiento poveikio varžto sukimo momento koeficientui teorinė analizė

1. Varžto jungties priveržimo momentas

1.1 Trikampių varžtų spiralinių porų trintis

Trintis judančiose porose pagal kontaktinio paviršiaus formą gali būti skirstoma į plokštuminę, pasvirusiąją plokštuminę ir griovelio trintį. Siekiant supaprastinti judančių porų trinties jėgos apskaičiavimą, neatsižvelgiant į judančios poros dviejų kinematinių porų elementų geometrinę formą, dviejų skirtingų geometrinių formų komponentų kontaktas gali būti laikomas judančia pora, besiliečiančia vienoje plokštumoje (kaip parodyta 1 paveiksle), o jos trinties jėgos skaičiavimo formulė gali būti tolygiai išreikšta formule (1):

Griovelio trintis: Trikampio sriegio besisukanti pora gali apytiksliai prilyginti veržlės judėjimą ant varžto, kaip pleišto formos slankiklio judėjimą nuožulniu griovelio paviršiumi, ty griovelio trinties ir pasvirusiosios plokštumos trinties derinį. Šiuo metu griovelio kampas yra lygus 90 laipsnių - (kaip parodyta 2 paveiksle).

1.2 Varžtų priveržimo momentas

Bendras sukimo momentas, reikalingas varžto priveržimo procese, susideda iš dviejų dalių: priveržimo momento, skirto įveikti sriegių poros trintį, ir trinties momento tarp varžto galvutės arba veržlės ir atraminio paviršiaus.

2. Varžtų sujungimo sukimo momento koeficientas

Bendras varžto sukimo momentas yra padalintas į tris dalis: trinties sąnaudas ant varžto atraminio paviršiaus, sriegio trinties sąnaudas ir išankstinės apkrovos sąnaudas (kaip parodyta 3 paveiksle).

Iš 1 lentelės matyti, kad priveržimo proceso metu trinties ant varžto atraminio paviršiaus sunaudojama energija sudaro apie 50%, sriegio trinties sąnaudos sudaro apie 40%, o išankstinės apkrovos darbo sąnaudos apie 10%. Esant tokiam pačiam sukimo momentui, kai trinties koeficientas pasikeičia 0,05, išankstinės apkrovos kitimo diapazonas siekia net 43,1%. Tai reiškia, kad esant nedideliems varžtų paviršiaus apdorojimo skirtumams, darant prielaidą, kad trinties koeficientas padidėja 0,05, ašinė išankstinė apkrova yra tik 57% pradinės, o tai sukels didelių galimų pavojų varžtų jungčių patikimumui. Todėl visas dėmesys turi būti skiriamas sriegių porų trinties koeficiento tyrimams.

II. Paviršiaus apdorojimo poveikio sukimo momento koeficientui analizė

Naudojant daugiafunkcę varžtų tvirtinimo analizės sistemą, varžto priveržimo metu galima išmatuoti suspaudimo jėgą, bendrą sukimo momentą ir sriegių poros sukimo momentą, kuris gali tiksliai ir realiu laiku atspindėti santykį tarp suspaudimo jėgos ir sukimo momento ir tuo pačiu išmatuoti sriegio trinties koeficientą.varžto sriegis ir varžto galvutės atramos paviršius. Duomenų analizė rodo, kad cinkuoto sluoksnio storis turi mažai įtakos varžto galvutės trinties koeficientui, tačiau turi didelę įtaką sriegio trinties koeficientui, o tai galiausiai taip pat turi didelę įtaką sukimo momento koeficientui.

III. Paviršiaus apdorojimo įtaka leistinam varžtų stiprumui

Srieginės tvirtinimo detalės veržimo metu yra veikiamos kombinuoto sukimo ir įtempimo įtempių. Pagal trečiąją stiprumo teoriją srieginių tvirtinimo detalių leistiną ekvivalentinį įtempį galima gauti pagal (9) formulę:

Priveržus srieginius tvirtinimo elementus, bendras sukimo momentas padalijamas į tris dalis: varžto atraminio paviršiaus trinties sąnaudas, sriegio trinties sąnaudas ir išankstinės apkrovos sąnaudas. Be to, dėl trinties sąnaudų varžto atraminiame paviršiuje ir sriegio trinties sąnaudos privers srieginio tvirtinimo elemento strypą atlaikyti sukimo šlyties įtempį, o dėl išankstinės apkrovos strypo dalis srieginėje tvirtinimo detalėje sukurs tikrąjį tempimo įtempį. Lygiavertis tempimo įtempis, kurį gali atlaikyti varžtas, yra fiksuotas ir neturi viršyti varžto takumo įtempio. Todėl sumažėja sukimo šlyties įtempis, kurį patiria strypo dalissrieginis tvirtinimo elementasgali padidinti tempimo įtempį, kurį sukuria tikroji išankstinė apkrova, tai yra, sumažinus trinties sąnaudas varžto atraminiame paviršiuje ir sriegio trinties sąnaudas, sukimo momentas kiek įmanoma paverčiamas išankstine apkrova.

Trinties koeficiento analizė rodo, kad varžtai su mažu trinties koeficientu gali gauti didesnę ašinę išankstinę apkrovą, taikant nedidelį sukimo momentą, o tai labai svarbu taupant energijos sąnaudas ir gerinant varžtų eksploatavimo efektyvumą.

IV. Varžtų priveržimo charakteristikas įtakojantys veiksniai

(1) Analizė rodo, kad trinties koeficientas turi didelę įtaką energijos pasiskirstymui varžto atraminio paviršiaus trinties sąnaudose, sriegio trinties sąnaudose ir išankstinės apkrovos darbo sąnaudoms priveržimo metu. Nedidelis trinties koeficiento pokytis sukels didelius išankstinės apkrovos svyravimus.

(2) Eksperimentiškai analizuojant ryšį tarp skirtingų paviršiaus apdorojimo būdų ir srieginių tvirtinimo detalių trinties koeficiento, taip pat sukimo momento ir išankstinės apkrovos, gaunamos cinkuoto sluoksnio storio ir skirtingo chromato apdorojimo įtakos trinties koeficientui ir sukimo momento koeficientui taisyklės: kuo didesnis dangos storis, tuo didesnis trinties koeficientas; C2C chromatu apdorotų varžtų trinties koeficientas yra daug didesnis nei C2D chromatu apdorotų varžtų.

(3) Palyginti su C2C chromatu apdorotais varžtais, naudojant C2D chromatu apdorotus varžtus, galima sumažinti varžto atraminio paviršiaus ir sriegio sukimo momento sąnaudas trinties atžvilgiu ir gauti didesnę ašinę išankstinę apkrovą, o tai labai svarbu taupant energiją ir gerinant varžtų naudojimo efektyvumą.