In der Vergangenheit wurde angenommen, dass die Metallermüdung bis zu einem gewissen Grad auf Änderungen der metallurgischen Eigenschaften von Materialien zurückzuführen ist. Irgendwie versagen Metalle bei Wechselbelastung vorzeitig.
Dies ist ein bekanntes Problem und die Ursache vieler Produktausfälle, einschließlich einiger Ausfälle mit Todesfolge.
Jetzt, nach der Zusammenfassung der Befestigungsmittelindustrie in den letzten Jahren, wird Ermüdung durch einen oder mehrere Risse verursacht, die durch ein Material verlaufen.
Ermüdung zeigt fortschreitende Rissbildung
Risse können von einigen vorhandenen Defekten ausgehen, wie z. B. Einschlüssen in Metall, oder an Stellen mit hoher Belastung, wie z. B. Kerben, und mit jeder Belastung langsam wachsen.
Es kann Millionen von wiederholten Belastungen (sogenannte Belastungszyklen) erfordern, um Risse tatsächlich zu erkennen.
Mit zunehmender Risslänge wird das verbleibende Material immer stärker belastet, da die Fläche zur Belastungsaufnahme immer kleiner wird. Wenn der Riss tatsächlich die kritische Länge erreicht, wird er immer durch das Material hindurchgehen und zum vollständigen Versagen führen.
Es dauert Jahre, bis ein Ermüdungsriss die Schraube durchdringt
Der Begriff "Ermüdungsbruch" wird häufig verwendet, um Teileschäden aufgrund anhaltender Belastung zu beschreiben. Der Ermüdungsschaden entspricht der Risslänge.
Bei einigen kritischen Anwendungen ist die Verwendung von Farbeindringmitteln oder sogar eine regelmäßige Inspektion von Schraubenrissen durch Röntgenstrahlen erforderlich, um sicherzustellen, dass keine Risse erkennbar sind. (Risse können im mikroskopischen Maßstab vorhanden sein, dh unterhalb der Nachweisgrenze der Messtechnik.)
Die Schraube ist ein typisches Teil mit mehreren Kerben, und ihre Ermüdungsleistung wird offensichtlich von vielen Faktoren wie Schraubenstruktur, Größe, Material und Herstellungsprozess beeinflusst. Im Vergleich zu gekerbten Stücken aus dem gleichen Material ist ihre Dauerfestigkeit in der Regel deutlich geringer.
Neben dem Gewinde sind die anderen schwachen Teile, die das Ermüdungsverhalten der Schraube beeinflussen, der Übergang zwischen dem Gewinde und der Stange und die Übergangsverrundung zwischen dem Schraubenkopf und der Stange. Durch den plötzlichen Wechsel des Profils kommt es auch in diesen Teilen zu einer hohen Spannungskonzentration. Hier listen wir 10 Faktoren auf, die die Ermüdungseigenschaften von Schrauben beeinflussen. Bitte sehen Sie sich die Abbildung unten an, um die entsprechenden Schraubenpositionen zu finden.
Faktoren, die die Bolzenermüdungsfestigkeit beeinflussen
01. Qualität der Gewindeoberfläche
Die Oberflächenrauheit des Gewindes hat einen großen Einfluss auf die Lebensdauer der Schraube. Wenn beispielsweise die Rauheit von 40CrNiMo-Stahlschrauben mit M6-1.0-Gewinde von 0.08~0 abnimmt .16 bis 0.63~1.35, die Ermüdungsfestigkeit nimmt um 33 Prozent ab; Wenn die Oberflächenrauheit von Schrauben mit M12-1.5-Gewinde von 0.08~0.16 auf 0.16~0.32 abnimmt, nimmt die Ermüdungsfestigkeit um 21 Prozent ab .
02. Einfluss des Gewinderollprozesses
Das Rollen des Gewindes erzeugt eine Verformungsverstärkungsschicht und eine hohe Druckeigenspannung, die eine große Rolle bei der Verhinderung der Entstehung und des frühen Wachstums von Ermüdungsrissen spielt. Gleichzeitig verringert es auch die Oberflächenrauhigkeit des Zahntals, was der Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit der Schraube förderlich ist. Wenn das Gewinde jedoch gewalzt und dann wärmebehandelt wird, verschwinden die oben genannten günstigen Faktoren. Um das Ermüdungsverhalten von Schrauben zu verbessern, sollten die Gewinde daher nach der Wärmebehandlung gerollt werden. Allerdings gibt es derzeit ein weiteres Problem, nämlich die Härte von Bolzen, insbesondere von hochfesten Bolzen, ist nach der Wärmebehandlung gewöhnlich hoch, was die Lebensdauer des Drahtwalzwerkzeugs verringert. Wenn die Qualität des Walzdrahts nicht gut genug ist, treten außerdem Mikrorisse oder ähnliche Kontaktermüdungserscheinungen an der Oberfläche oder am Grund des Gewindes auf, der Effekt der Verbesserung der Ermüdungsleistung des Bolzens ist nicht offensichtlich und sogar die Ermüdung Die Leistung wird reduziert.
03. Abstand zwischen Mutterstirnfläche und Gewinde
Der Test zeigt, dass die Schraube umso früher versagt, je näher die Mutterstirnfläche an der Anfangsposition des Gewindes liegt. Dies liegt daran, dass die Position, an der das Gewinde des Bolzens beginnt, normalerweise die raueste Stelle zum Rollen ist und eine größere Spannungskonzentration vorliegt. Das erste Gewinde des Schraubenpaares hat die konzentrierteste Belastung, und wenn das erste Gewinde nahe an der Ausgangsposition ist, nimmt die Ermüdungsfestigkeit ab. Ein Abstand von mehr als 2 Gewinden zwischen dem ersten Gewinde des Schraubenpaares und der Stelle, an der das Gewinde beginnt, beseitigt diese versteckte Gefahr.
Der Einfluss der Gewindetalform und der Radiusgröße.
04. Form und Größe des Gewindes Gewinde
Wenn die Schraube belastet wird, tritt im Gewindetal eine Spannungskonzentration auf, deren Wert in hohem Maße von der Form des Tals abhängt. Ändern Sie die Form des Zahntals. Je glatter beispielsweise das Zahntal des Gewindes ist, desto geringer ist die Spannungskonzentration und desto höher ist die Ermüdungsfestigkeit. Im Allgemeinen ist die Fadenermüdungsfestigkeit des Tals mit flachem Boden am niedrigsten. Wenn eine runde Zahnkehle anstelle einer Zahnkehle mit flachem Boden verwendet wird, kann die Ermüdungsfestigkeit von Schrauben verbessert werden. Die Größe der Schraube beeinflusst auch die Ermüdungseigenschaften. Je größer der Durchmesser ist, desto geringer ist die Dauerfestigkeit; Dies gilt auch für Bolzengewinde.
05. Risse an der Unterseite des Schraubenkopfes
Ermüdungsrisse beginnen normalerweise am unteren Ende des Gewindes, aber auch am unteren Ende des Kopfes. Der Riss, der an der Unterseite des Schraubenkopfes zu sprießen beginnt, wird normalerweise durch eine falsche Auslegung des Durchmessers des Übergangsbogens des Schraubenkopfs verursacht (Spannungskonzentration verursacht durch einen falschen Übergangsbogendurchmesser), oder die Schraube wird auf einem geneigten Halter installiert . Ein kleiner Winkel zwischen dem Schraubenkopf und dem Halter (auch Mutterstirnfläche genannt), wie z. B. 2 Grad, hat einen unvorhersehbaren negativen Einfluss auf die Dauerfestigkeit. Dieses Phänomen trat in der Vergangenheit häufig auf, wenn das zu stützende Objekt eine Schweißkonstruktion war (die Schweißkonstruktion wird nach dem Schweißen normalerweise spannungsfrei und die Strukturform ändert sich).
06. Spannungsverteilung
Die Spannungsverteilung auf der Mutter ist ungleichmäßig, und eine große Last wird tatsächlich von den ersten wenigen Schnallen getragen. Daher tritt in den ersten beiden Gewindegängen der Mutter eine große Anzahl von Schraubenpaarermüdungen auf. Daher können wir sehen, dass die Verbesserung, die die Spannung gleichmäßig auf die Schrauben verteilt, die Ermüdungsfestigkeit erhöht.
07. Metallurgische Defekte von Stahl
Einige Schrauben werden nach dem Kaltstauchen oder Kaltziehen nicht geschnitten, sodass die Oberflächenfehler der Rohmaterialien immer auf der Oberfläche der fertigen Teile verbleiben.
Die starke Entkohlungsschicht auf der Schraubenoberfläche ist eine Schwachstelle. Während des Walzvorgangs nach dem Kaltstauchen wird aufgrund der starken Verformung der Stahloberfläche der größte Teil der Entkohlungsschicht in den oberen Bereich des Gewindes gequetscht. Die Festigkeit und Härte dieser entkohlten Schicht sind sehr gering, so dass sie sehr leicht verschleißt und stolpert (das Gewinde wird abgeschert) und sehr leicht zu einer Quelle von Ermüdungsrissen wird, die einen frühen Ermüdungsbruch verursachen.
08. Verbessern Sie die Spannungsverteilung des Schraubengewindes des Schraubenpaares
Zur Verbesserung der Spannungsverteilung zwischen Schraubengewinden von Schraubenpaaren wird die Ermüdungslebensdauer erhöht; Die Untersuchung zeigt, dass dies auch durch eine Veränderung der Nussform realisierbar ist. An der Stirnfläche, wo die Mutter den Halter berührt, wird eine Nut angebracht, wodurch die Ermüdungslebensdauer um 25 Prozent erhöht werden kann . Diese Verbesserung ist besonders für große Bolzen geeignet. Natürlich gibt es andere Möglichkeiten, die Spannungsverteilung der Bolzen-Mutter-Kombination gleichmäßiger zu gestalten. Ändern Sie beispielsweise das Material der Mutter in ein anderes Material, damit sich ihr Elastizitätsmodul von dem der Schraube unterscheidet; Ein weiteres Beispiel: Gewinde von Schrauben und Muttern mit unterschiedlichen Steigungen herstellen; Alternativ spitze Fäden verwenden.
09. Ziehen Sie die Schraube mit der vorgesehenen Vorspannkraft an
In vielen Fällen besteht die effektivste Methode zur Verbesserung der Ermüdungslebensdauer des Schraubenpaars darin, die Schraube mit der Auslegungsvorspannung anzuziehen. Normalerweise trägt eine festgezogene Schraube nur 5 Prozent (oder weniger) der dynamischen Last. Daher weist eine an Ort und Stelle befestigte Schraube einen starken Widerstand gegen Ermüdungsbelastung auf. Denn die Wechselbelastung des Bolzens ist sehr gering, so dass auch die im Bolzen erzeugte Wechselspannung sehr gering ist, meist weit unterhalb der Belastungsgrenze des Bolzens. Wenn ein Ermüdungsbruch auftritt, sind neun von zehn Gründen darauf zurückzuführen, dass die Schraubenvorspannung nicht den Auslegungswert erreicht, wodurch die Schraube der Biegemomentbelastung ausgesetzt wird, was zu einem frühen Versagen führt.
Unabhängig davon, ob Sie ein Nachfrager/Händler/Lieferant von Verbindungselementen für Jinrui sind, können Sie die offizielle Website von Jinrui für weitere Informationen besuchen:https://www.chinajinrui.net/
Teil der Produktpräsentation von Jinrui
Jiangsu Jinrui Metal Products Co., Ltd. ist die Produktionsbasis von Shanghai Jinrui Standardteilen. Die Fabrik umfasst eine Fläche von mehr als 20.000 Quadratmetern mit einem Grundkapital von 50 Millionen Yuan, einer Gesamtinvestition von mehr als 100 Millionen Yuan und einer Jahresproduktion von mehr als 20.000 Tonnen. Seine Produkte werden in mehr als 40 Länder exportiert.
Seit seiner Gründung im Jahr 2001 hat sich die Jinrui Company nach mehr als 20 Jahren unermüdlicher Bemühungen zu einem neuen Layout mit Hai'an in Jiangsu als Produktionsstandort und Baoshan in Shanghai und Nanyang in Henan als Vertriebszentren entwickelt.
Derzeit umfassen die Hauptprodukte von Jinrui die folgenden sechs Kategorien:
1. Die Hauptprodukte von Schrauben umfassen metrische und amerikanische Rundkopfschrauben mit ovalem Hals (auch Fischschwanzschrauben genannt), Innen- und Außensechskantschrauben, Sechskantflanschschrauben, Schlossschrauben, Radnabenschrauben usw
2. Bolzenprodukte: Vollgewindegewinde, Doppelkopfbolzen usw
3. Mutternprodukte: Sechskantmutter, Flanschmutter, schwere Mutter, Vierkantmutter, Flügelmutter usw
4. Schraubenprodukte: selbstschneidende Schrauben, selbstschneidende selbstbohrende Schrauben, Holzschrauben, verschiedene Maschinenschrauben usw
5. Unterlegscheibenprodukte: Unterlegscheibe, Federscheibe, Unterlegscheibe, Sicherungsscheibe usw
6. Nicht standardmäßige Produkte im Zusammenhang mit Befestigungselementen
Die Drahtzieherei der Jinrui Company bietet auch Verarbeitungsdienste wie Feinziehen, Grobziehen und Sphäroidisieren von Walzdrähten an und liefert fertige Walzdrähte an verschiedene inländische berühmte Stahlwerke.
Gemäß der Geschäftsphilosophie „Pionieren und Innovieren, Streben nach Exzellenz“ hat Jinrui nacheinander mehrere Arten von Stauch- und Umformmaschinen, Gewindewalzmaschinen, Mutternmaschinen, Warmstauch- und Walzmaschinen, Drehmaschinen, große Warmstauchmaschinen und deren unterstützende Tests eingeführt Geräte wie Magnetpulverprüfgeräte, metallographische Analysatoren, Salzsprühtestmaschinen, direkt ablesbare Spektrometer und optische Siebmaschinen, Zugmaschinen, Vickers-Härtemesser, Rockwell-Härtemesser usw. und hat unabhängige Forschungs- und Entwicklungsabteilungen eingerichtet, It kann alle Arten von hochwertigen Verbindungselementen wie GB, DIN, ANSI, JIS und internationalen ISO-Standards herstellen. Die Produkte werden häufig in der Erdöl-, Chemie-, Kessel-, Windkrafterzeugungs-, Straßenleitplanken-, Aufzugsführungsschiene, im Maschinenbau, auf Baustellen, in Autoteilen, in der Medizintechnik und in anderen Bereichen eingesetzt.
Jinrui hat sich seit seiner Gründung stark entwickelt. Es integriert die Vorteile jedes Unternehmens, entwirft und wählt Materialien sorgfältig aus, um die Produkte langlebiger zu machen, und wird von der Mehrheit der Benutzer hoch gelobt. Jinrui erhielt 2001 die Zertifizierung des internationalen Qualitätssystems ISO9001: 2000, 2010 die Lizenz zur Herstellung von Spezialgeräten und 2012 die Zertifizierung des Automobil-Qualitätsmanagementsystems TS16949. Die People's Insurance Company of China unterzeichnet die "Global Product Liability Insurance" für ihre Produkte sicherzustellen, dass jede Schraube mit Zuversicht, Entschlossenheit und Seelenfrieden verwendet werden kann!
Ob jetzt oder in Zukunft, Jinrui wird sich immer an das zentrale Servicekonzept „Qualität zuerst, Wissenschaft und Technologie zur Wiederbelebung von Unternehmen, Benutzer zuerst und rücksichtsvoller Service“ halten und Ihnen aufrichtig hochwertige Dienstleistungen und hochwertige Produkte anbieten. und Jinrui wird auch Ihr treuester langfristiger Partner.
