No passado, acreditava-se que a fadiga do metal, em certa medida, era devido a mudanças nas propriedades metalúrgicas dos materiais. De alguma forma, os metais falham prematuramente sob carga alternada.
Este é um problema bem conhecido e a causa de muitas falhas de produtos, incluindo algumas falhas que envolvem perda de vida.
Agora, após o resumo da indústria de fixadores nos últimos anos, a fadiga é causada por uma ou mais trincas que passam por um material.
A fadiga mostra rachaduras progressivas
As rachaduras podem começar a partir de alguns defeitos existentes, como inclusões em metal, ou em pontos de alta tensão, como entalhes, e crescer lentamente a cada carga.
Pode exigir milhões de cargas repetidas (chamadas de ciclos de tensão) para realmente detectar rachaduras.
Com o aumento do comprimento da trinca, o material remanescente sofre cada vez mais tensão, pois a área para manter a carga é cada vez menor. Quando a trinca realmente atinge o comprimento crítico, ela sempre passará pelo material, levando à falha completa.
Leva anos para uma rachadura de fadiga passar pelo parafuso
O termo "falha por fadiga" é frequentemente usado para descrever danos em peças devido ao carregamento sustentado. O dano por fadiga é equivalente ao comprimento da trinca.
Em algumas aplicações críticas, é necessário o uso de penetrantes de corantes ou mesmo a inspeção regular de trincas de parafusos por raios-x para garantir que não haja trincas detectáveis. (Podem existir rachaduras em escalas microscópicas, ou seja, abaixo do limite de detecção da técnica de medição.)
O parafuso é uma peça típica de vários entalhes e seu desempenho em fadiga será obviamente afetado por muitos fatores, como estrutura do parafuso, tamanho, material e processo de fabricação. Em comparação com peças entalhadas do mesmo material, sua resistência à fadiga é geralmente significativamente menor.
Além da rosca, as outras partes fracas que afetam o desempenho em fadiga do parafuso são a transição entre a rosca e a haste e o filete de transição entre a cabeça do parafuso e a haste. Devido à mudança repentina da seção, há também uma alta concentração de tensões nestas partes. Aqui, listamos 10 fatores que afetam as propriedades de fadiga dos parafusos. Observe a figura abaixo para encontrar as localizações dos parafusos correspondentes.
Fatores que afetam a resistência à fadiga do parafuso
01. Qualidade da superfície da rosca
A rugosidade da superfície da rosca tem uma grande influência na vida de fadiga do parafuso. Por exemplo, quando a rugosidade de 40parafusos de aço CrNiMo com roscas M6-1.0 diminui de 0.08~0 .16 a 0.63~1.35, a resistência à fadiga diminui em 33 por cento; Quando a rugosidade da superfície dos parafusos com roscas M12-1.5 diminui de 0.08~0,16 para 0,16~0,32, a resistência à fadiga diminui em 21 por cento .
02. Impacto do processo de laminação de roscas
A rosca laminada produzirá uma camada de reforço de deformação e alta tensão de compressão residual, que desempenha um grande papel na prevenção da iniciação e crescimento precoce de trincas de fadiga; Ao mesmo tempo, também reduzirá a rugosidade da superfície do vale do dente, o que contribui para melhorar a resistência à fadiga do parafuso. No entanto, se o fio for enrolado e tratado termicamente, os fatores favoráveis acima desaparecerão. Portanto, para melhorar o desempenho à fadiga dos parafusos, as roscas devem ser laminadas após o tratamento térmico. No entanto, há outro problema neste momento, ou seja, a dureza dos parafusos, especialmente os parafusos de alta resistência, geralmente é alta após o tratamento térmico, o que reduz a vida útil da matriz de laminação do fio. Além disso, se a qualidade do fio de laminação não for boa o suficiente, micro rachaduras ou fenômeno semelhante de descamação por fadiga de contato ocorrem na superfície ou raiz da rosca, o efeito de melhorar o desempenho de fadiga do parafuso não é óbvio e até mesmo a fadiga desempenho será reduzido.
03. Distância entre a face final da porca e a rosca
O teste mostra que quanto mais próxima a face da extremidade da porca estiver da posição inicial da rosca, mais cedo o parafuso falhará. Isso ocorre porque a posição onde o parafuso começa a rosquear é geralmente o local mais áspero para o rolamento, e há maior concentração de tensões. A primeira rosca do par de parafusos tem a tensão mais concentrada e, se a primeira rosca estiver próxima da posição inicial, a resistência à fadiga diminuirá. Portanto, uma distância de mais de 2 roscas entre a primeira rosca do par de parafusos e o local onde a rosca começa eliminará esse perigo oculto.
A influência da forma do vale da rosca e do tamanho do raio.
04. Forma e tamanho da rosca
Quando o parafuso é tensionado, a concentração de tensão ocorrerá no vale da rosca e seu valor depende em grande parte da forma do vale. Altere a forma do vale do dente. Por exemplo, quanto mais suave for o vale do dente da rosca, menor será a concentração de tensão e maior será a resistência à fadiga. Em geral, a resistência à fadiga da rosca do vale de fundo plano é a mais baixa. Se o vale do dente redondo for usado em vez do vale do dente de fundo plano, a resistência à fadiga dos parafusos pode ser melhorada. O tamanho do parafuso também afeta as características de fadiga. Quanto maior o diâmetro, menor é a resistência à fadiga; Isso também se aplica às roscas dos parafusos.
05. Rachaduras na parte inferior da cabeça do parafuso
As rachaduras de fadiga geralmente começam na parte inferior do fio, mas também na parte inferior da cabeça. A rachadura que começa a brotar na parte inferior da cabeça do parafuso geralmente é causada pelo projeto inadequado do diâmetro do arco de transição da cabeça do parafuso (concentração de tensão causada pelo diâmetro do arco de transição inadequado), ou o parafuso está instalado em um suporte inclinado . Um pequeno ângulo entre a cabeça do parafuso e o suporte (também conhecido como face final da porca), como 2 graus, terá um impacto negativo imprevisível na resistência à fadiga. Esse fenômeno ocorreu frequentemente no passado quando o objeto a ser suportado é uma soldagem (a soldagem geralmente terá alívio de tensão após a soldagem e a forma da estrutura mudará).
06. Distribuição de estresse
A distribuição de tensão na porca é desigual e uma grande quantidade de carga é realmente transportada pelas primeiras fivelas. Portanto, um grande número de fadiga do par de parafusos ocorre nas duas primeiras roscas da porca. Portanto, podemos ver que a melhoria que faz com que a tensão seja distribuída uniformemente nos parafusos aumentará a resistência à fadiga.
07. Defeitos metalúrgicos do aço
Alguns parafusos não serão cortados após o cabeamento a frio ou trefilação a frio, de modo que os defeitos superficiais das matérias-primas sempre permanecerão na superfície das peças acabadas.
A séria camada de descarbonetação na superfície do parafuso é uma área fraca. Durante o processo de laminação após o cabeamento a frio, devido à grande deformação da superfície do aço, a maior parte da camada de descarbonetação será espremida na área superior da rosca. A resistência e dureza desta camada descarbonetada são muito baixas, por isso é muito fácil de desgastar e tropeçar (a rosca é cisalhada) e é muito fácil tornar-se uma fonte de trincas por fadiga, causando falha por fadiga precoce.
08. Melhorar a distribuição de tensão da rosca do par de parafusos
Para melhorar a distribuição de tensão entre as roscas dos pares de parafusos, a vida à fadiga é aumentada; A investigação mostra que isso também pode ser realizado alterando a forma da noz. Uma ranhura é feita na face da extremidade onde a porca entra em contato com o suporte, o que pode aumentar a vida útil à fadiga em 25%. Esta melhoria é especialmente adequada para parafusos de tamanho grande. Claro, existem outras maneiras de tornar a distribuição de tensão da combinação de porcas de parafuso mais uniforme. Por exemplo, troque o material da porca por outro material para que seu módulo de elasticidade seja diferente do do parafuso; Outro exemplo: fazer roscas de parafusos e porcas em diferentes passos; Alternativamente, use fios pontiagudos.
09. Aperte o parafuso com a força de pré-aperto projetada
Em muitos casos, a maneira mais eficaz de melhorar a vida em fadiga do par de parafusos é apertar o parafuso à pré-carga do projeto. Normalmente, um parafuso que é apertado no lugar carrega apenas 5% (ou menos) da carga dinâmica. Portanto, um parafuso fixado no local tem uma forte resistência à carga de fadiga. Isso ocorre porque a carga alternada no parafuso é muito pequena, então a tensão alternada gerada no parafuso também é muito pequena, geralmente muito abaixo do limite que o parafuso pode suportar. Quando ocorre falha por fadiga, nove em cada dez razões são que a pré-carga do parafuso não atinge o valor de projeto, o que expõe o parafuso à tensão do momento fletor, levando à falha precoce.
Para Jinrui, seja você um demandante/revendedor/fornecedor de fixadores, você pode visitar o site oficial da Jinrui para obter mais informações:https://www.chinajinrui.net/
Parte da exibição do produto da Jinrui
Jiangsu Jinrui Metal Products Co., Ltd. é a base de produção de peças padrão Shanghai Jinrui. A fábrica ocupa uma área de mais de 20.000 metros quadrados, com um capital social de 50 milhões de yuans, um investimento total de mais de 100 milhões de yuans e uma produção anual de mais de 20.000 toneladas. Seus produtos são exportados para mais de 40 países.
Desde a sua criação em 2001, a Jinrui Company desenvolveu um novo layout com Hai'an em Jiangsu como base de produção e Baoshan em Xangai e Nanyang em Henan como seus centros de vendas após mais de 20 anos de esforços incessantes.
Atualmente, os principais produtos da Jinrui incluem as seguintes seis categorias:
1. Os principais produtos de parafusos incluem parafusos de pescoço oval de cabeça redonda métrica e americana (também chamados de parafusos rabo de peixe), parafusos hexagonais internos e externos, parafusos de flange hexagonal, parafusos de transporte, parafusos de cubo de roda, etc.
2. Produtos de pinos: rosca completa, pinos de cabeça dupla, etc.
3. Produtos de porca: porca sextavada, porca de flange, porca pesada, porca quadrada, porca borboleta, etc.
4. Produtos de parafuso: parafusos auto-roscantes, parafusos auto-perfurantes, parafusos de madeira, vários parafusos de máquina, etc.
5. Produtos de lavagem: arruela plana, arruela de mola, arruela quadrada, arruela de pressão, etc
6. Produtos não padronizados relacionados a fixadores
A planta de trefilação da Jinrui Company também fornece serviços de processamento, como trefilação fina, trefilação bruta e esferoidização de fio-máquina, e fornece fio-máquina acabado de várias siderúrgicas nacionais famosas.
Aderindo à filosofia de negócios de "pioneiro e inovador, buscando a excelência", a Jinrui introduziu sucessivamente vários tipos de máquinas de cabeçalho e formação, máquinas de laminação de roscas, máquinas de porcas, máquinas de cabeçalho e laminação a quente, tornos, grandes máquinas de cabeçalho a quente e seus testes de suporte equipamentos, como detectores de defeitos de partículas magnéticas, analisadores metalográficos, máquinas de teste de névoa salina, espectrômetros de leitura direta e máquinas de triagem óptica, máquinas de tração, medidores de dureza Vickers, medidores de dureza Rockwell, etc., e criou departamentos independentes de pesquisa e desenvolvimento, pode produzir todos os tipos de fixadores de alta qualidade, como padrões internacionais GB, DIN, ANSI, JIS e ISO. Os produtos são amplamente utilizados em petróleo, indústria química, caldeira, geração de energia eólica, placa de proteção rodoviária, trilho de guia de elevador, fabricação de máquinas, canteiros de obras, autopeças, equipamentos médicos e outros campos.
Jinrui vem se desenvolvendo vigorosamente desde a sua criação. Integra as vantagens de cada empresa, projeta cuidadosamente e seleciona estritamente os materiais para tornar os produtos mais duráveis e é altamente elogiado pela maioria dos usuários. Jinrui ganhou a certificação do sistema de qualidade internacional ISO9001: 2000 em 2001, a licença de fabricação de equipamentos especiais em 2010 e a certificação do sistema de gestão de qualidade automotiva TS16949 em 2012. A People's Insurance Company of China subscreve o "Global Product Liability Insurance" para seus produtos, garantindo que cada parafuso possa ser usado com confiança, determinação e tranquilidade!
Seja agora ou no futuro, Jinrui sempre aderirá ao conceito de serviço central de "qualidade em primeiro lugar, ciência e tecnologia para revitalizar empresas, usuários em primeiro lugar e serviço atencioso", sinceramente fornecer serviços de alta qualidade e produtos de alta qualidade, e Jinrui também se tornará seu parceiro de longo prazo mais leal.
