A pré-carga de um threadfixadorconexão refere-se à força de compressão axial aplicada ao fixador durante a montagem antes que ele suporte qualquer carga de trabalho. A pré-carga adequada é um pré-requisito essencial para garantir a confiabilidade, a estanqueidade e a estabilidade das conexões roscadas. O pré-carregamento-não compatível causará diversas falhas de conexão. A pré-carga insuficiente tende a resultar em folgas nas juntas e deslizamento relativo entre os componentes conectados sob carga, causando afrouxamento dos fixadores e até mesmo operação anormal de toda a máquina. A pré-carga excessiva causará danos artificiais às peças. Por exemplo, em estruturas de vedação de O-ring, a pré-carga excessiva irá esmagar o O-ring e causar falha na vedação e vazamento.
A pré-carga inadequada das conexões de fixadores roscados causa principalmente os três tipos de consequências graves a seguir:
1 Falha Estática de Fixadores e Componentes Conectados
Parafusos-apertados demaiscom pré-carga excessiva excederá o limite de carga estática dos fixadores e peças conectadas, resultando em danos estruturais artificiais. Em casos leves, causa danos por cisalhamento dos dentes da linha, desgaste da linha e gripagem da linha. Em casos graves, leva à fratura do parafuso, esmagamento, distorção ou fratura dos componentes conectados, resultando na perda completa do desempenho da conexão.
2 Deslizamento, Separação de Peças Conectadas e Falha no Afrouxamento do Fixador
Para conexões aparafusadas comuns submetidas a cargas transversais, a pré-carga gera pressão normal na superfície da junta e a força de atrito na superfície de contato resiste a cargas externas. A magnitude da pré-carga determina diretamente a capacidade de carga transversal da conexão. Uma pré-carga insuficiente leva a um atrito inadequado na superfície da junta, causando deslizamento relativo dos componentes conectados, deslocamento dos componentes, deflexão e enrugamento da superfície. Sob condições extremas de trabalho, oparafusopode ser cortado pela força de cisalhamento transversal.
Para conexões aparafusadas que suportam cargas axiais, a pré-carga fornece força de compressão na superfície da junta, e a força de compressão efetiva durante a operação é a pré-carga residual. Uma pré-carga insuficiente reduz a força de compressão na superfície da junta e provoca o afrouxamento da conexão. A separação severa das peças conectadas pode ocorrer sob condições de trabalho flutuantes. Enquanto isso, a pré-carga insuficiente reduz bastante a resistência à vibração da estrutura. A intensa vibração transversal gerada durante a operação do equipamento poderá eventualmente causar afrouxamento da porca e falha na conexão.
Falha por fadiga de 3 parafusos
A pré-carga inadequada é um importante indutor para falha por fadiga do parafuso. Embora a pré-carga adequadamente reduzida possa diminuir a tensão média da carga cíclica nos parafusos, ela aumenta significativamente a amplitude da flutuação da carga e intensifica a variação da tensão alternada. No geral, isso reduz bastante a vida útil dos parafusos em fadiga, causando rachaduras e fraturas por fadiga sob cargas e vibrações alternadas de longo-prazo e provocando ainda mais falhas repentinas na conexão.
Portanto, a faixa de pré-carga do parafuso e o torque de aperto devem ser estritamente especificados no processo de montagem. Na produção prática, a faixa de torque de aperto científica e razoável deve ser determinada considerando de forma abrangente o nível de importância, condição de carga, modo de movimento, características estruturais, especificação da rosca e grau de resistência, propriedades do material das peças conectadas e finalidades de conexão. As operações de montagem devem seguir rigorosamente os padrões de torque especificados para evitar aperto excessivo-e insuficiente-. Isto melhora efetivamente a confiabilidade geral das conexões roscadas e aumenta a resistência à fadiga e a vida útil dos fixadores e estruturas de conexão.
