Dizajn legura konstrukcijski čelični vijci , uključujući čimbenike poput geometrije niti i površinskog završetka, igra ključnu ulogu u određivanju njihove ukupne snage, performansi i izdržljivosti u strukturnim primjenama. Evo kako ti aspekti dizajna utječu na snagu vijaka:
1. Geometrija niti:
Nagib navoja i dubina: Nagib (udaljenost između navoja) i dubina niti izravno utječu na raspodjelu opterećenja i čvrstoću vijaka. Fine niti (s manjim nagibom) imaju veći kapacitet opterećenja, jer manja površina omogućava da se više navoja uključe, poboljšavajući raspodjelu napona duž vijaka. Međutim, grube niti (s većim tonom) mogu biti bolje za brzu i jednostavnu instalaciju, ali možda neće distribuirati stres jednako učinkovito kao finije niti, što potencijalno utječe na snagu vijaka pod opterećenjem.
Profil niti: geometrija profila niti, bilo da se radi o oštrom ili zaobljenom dizajnu, također utječe na koncentraciju naprezanja na korijenima niti. Oštri profil navoja može uzrokovati veću koncentraciju naprezanja, što bi moglo dovesti do kvara umora pod cikličkim opterećenjima. S druge strane, zaobljeni profili niti pomažu u smanjenju ovih koncentracija stresa, poboljšavajući čvrstoću umora i ukupnu izdržljivost vijaka.
Duljina angažmana navoja: Duljina angažmana navoja u komponentu parenja (npr. Maticu ili otvor ili rupa) utječe na čvrstoću smicanja i vlačnu čvrstoću vijaka. Duži angažman navoja omogućuje više područja za raspodjelu sile, povećavajući ukupnu čvrstoću i otpornost na otpuštanje ili skidanje, posebno u aplikacijama s velikim opterećenjem.
2. Površinski završetak:
Površinska hrapavost: hrapavost ili glatkoća površine vijaka mogu utjecati na njegovu otpornost na umor i svojstva trenja. Glatka površinska završna obrada smanjuje trenje tijekom ugradnje, što olakšava zatezanje vijaka i postizanje željene napetosti. Uz to, glatka površina može pomoći u smanjenju stvaranja koncentratora naprezanja, a to su područja vijaka gdje je vjerojatnije da će stres dovesti do neuspjeha, posebno pod cikličkim opterećenjem.
Površinska tvrdoća: Tvrdoća površine vijaka igra značajnu ulogu u njegovoj otpornosti na habanje i sposobnosti da se odupire deformaciji pod opterećenjem. Očvršćena površina može značajno povećati snagu vijaka, posebno u okruženjima s visokim stresom. Pomaže u sprječavanju da se površina lako deformira, što bi moglo dovesti do neuspjeha, posebno u primjenama podložnim teškim silama ili vibracijama.
Premazi i obloga: Primjena zaštitnih premaza (poput galvanizacije, cink -obloga ili fosfatiranja) može poboljšati otpornost vijaka na koroziju, što u suprotnom može s vremenom oslabiti vijak i utjecati na njegovu snagu. Prevlaci također pružaju glatku površinu, poboljšavajući karakteristike trenja vijka tijekom zatezanja. Međutim, određeni premazi mogu malo izmijeniti dimenzije ili uvesti koeficijent trenja koji utječe na raspodjelu opterećenja i zatezanje okretnog momenta.
Pasivacija ili pucanj: Procesi poput pasivacije (za uklanjanje oksidnih slojeva) ili pucanja (unošenje tlačnih napona u površinu) mogu značajno poboljšati čvrstoću umora vijaka. Na primjer, pucanj, jača vijak komprimirajući površinu i smanjujući rizik od pokretanja pukotina, što povećava njegovu ukupnu izdržljivost pod dinamičkim opterećenjima.
3. Kopani i tolerancija:
Umjerite između vijaka i matice ili rupe: Precizno se uklapa između navoja vijaka i matice za parenje ili rupa za prigušivanje utječu na vlačnu čvrstoću i nosiv kapacitet učvršćivača. Čvrste tolerancije osiguravaju bolje uklapanje, smanjujući bilo kakvu igru između vijaka i matice ili rupe, što može dovesti do koncentracije naprezanja i eventualnog kvara pod opterećenjem. Labavi uklapanja mogu dovesti do slabijih spojeva i smanjiti ukupnu čvrstoću zgloba s vijcima.
4. Duljina i promjer vijaka:
Promjer: Promjer vijaka izravno je povezan s njegovom vlačnom čvrstoćom. Vijak većeg promjera može podnijeti veća opterećenja bez probijanja ili deformiranja. To je zato što veća površina poprečnog presjeka povećava kapacitet opterećenja vijka. Međutim, povećani promjer također zahtijeva preciznije proizvodne tolerancije za održavanje visoke čvrstoće i spriječiti potencijalne slabosti, posebno na navojnim dijelovima.
Duljina: Duljina vijaka također doprinosi njegovoj snazi. Duži vijci pružaju više površine za angažiranje navoja, poboljšavajući raspodjelu sila. Međutim, pretjerano dugi vijci mogu dovesti do problema s rastezanjem niti ili prekomjernog zatezanja, što bi moglo umanjiti njihovu učinkovitu snagu. Duljina mora biti na odgovarajući način dizajnirana za prijavu.
5. Prednaprezanje i zatezanje:
Dizajn vijaka, posebno u smislu geometrije niti i površinskog završetka, utječe na to koliko se prednaprezanja ili napetosti mogu sigurno primijeniti. Pravilno zategnuti vijci mogu poboljšati raspodjelu opterećenja i otpornost na labavljenje pod dinamičkim opterećenjima. Što je glatko površinu i točnije, navoje se režu, to može biti dosljednije prednaprezanje, što izravno poboljšava snagu i performanse vijaka u strukturnoj primjeni.
6. Umor i ciklički otpor opterećenja:
Dizajn niti i površinska završna obrada značajno doprinose otpornosti vijaka na kvar zamora, što je kritično u primjenama podvrgavanim opetovanim ili cikličkim opterećenjima. Pravilno dizajnirani profil navoja i glatka površinska završna obrada smanjuju potencijal da pukotine pokrenu i šire u dinamičkim uvjetima opterećenja, čineći vijak otpornijim na kvar zamora tijekom vremena.
