1. Бекіткіштің шаршау ақауы дегеніміз не
Шаршау бұзылысы статикалық созылу сынудан мүлде ерекшеленеді. Статикалық сыну бір реттік жүктеме материал шегінен асып кеткенде орын алады. Шаршаудың бұзылуы болттар ұзақ уақыт бойы қайталанатын циклдік жүктемелерге ұшыраған кезде пайда болады. Стресс шоғырланған жерлерде кішкентай жарықтар басталады, өсуді жалғастырады және қалған көлденең қима жүктемені көтере алмаған кезде болт кенеттен сынады. Бұл ақаулық әдетте жабдық белгілі бір уақыт бойы жұмыс істегеннен кейін пайда болады. Созылу беріктігі сынағы кіріс инспекциясы кезінде өтеді, бірақ орнатудан кейін сериядағы ақаулар орын алады. Бұл шетелдік супервайзерлердің және соңғы тұтынушылардың шағымдарының жиі себебі.
2. Шаршау сәтсіздігінің жоғары қауіпті сценарийлері және сыну орындары
2.1 Типтік қолданбалар
Жел турбиналары мұнаралары мен қалақтардың қосылыстары, таспалы конвейерлер, дірілдеткіштер, уатқыштар, сорғы тораптары және үздіксіз циклдік дірілмен басқа да жабдықтар. Болт қосылыстары ауыспалы жүктемелерді көтере береді.
2.2 Жалпы Crack бастау нүктелері
Жіп түбірі (гайка жанындағы бірінші қосылған жіп түбірі, ең көп таралған жарық көзі)
Болттың басы мен иін арасындағы филе радиусы
Жіптің ағуы және рельефті ойық Жіп түбірі кернеу шоғырлануын тудыратын геометриялық ойықты құрайды. Мұнда жергілікті кернеу бірдей жүктеме кезінде болттың негізгі корпусынан әлдеқайда жоғары, сондықтан шаршау жарықтары оңай басталады.
3. Сатып алудағы басты қате: тек созылу күшін тексеріңіз, шаршау күшін түсінбеу
Көптеген сатып алушы инженерлер болттардың сыныбын және созылу беріктігін растайды және діріл қолданбаларына білікті созылу беріктігі бар болттарды қабылдайды. Бұл сыни қателік. Созылу күші статикалық жүктеме қабілеттілігін көрсетеді. Шаршау күші қайталанатын циклдік діріл жүктемелеріне төзімділікті анықтайды . Бірдей созылу дәрежесі бар болттар жіпті айналдыру процесіне, тамыр радиусына, термиялық өңдеуге және бет ақауларына байланысты өте әртүрлі шаршау мерзіміне ие болуы мүмкін. Тіпті 8,8 және 10,9 маркалы жоғары берік болттар, егер жіп түбірі үшкір болса, домалау қатпарлары немесе көміртексіздендіру ақаулары болса, үздіксіз діріл кезінде тез шаршау сынуына ұшырайды.
3.1 Шаршау күшінің негізгі анықтамасы
Шаршау күші (шаршау шегі) - материал сынусыз ауыспалы жүктеме циклдерінің шексіз санына төтеп бере алатын максималды кернеу. Барлық материалдарда нақты шаршау шегі жоқ. Көміртекті болат пен легирленген болат әдетте шаршау шегіне ие. Кейбір тот баспайтын болат пен жоғары температуралы қорытпалардың белгілі бір шегі жоқ. Өнеркәсіп әдетте шартты шаршау күшін анықтайды : белгілі бір цикл санауынан кейін сынусыз кернеу мәні, әдетте 10⁷ цикл. Бұл бекіту элементтерін сынау сертификаттарының көпшілігінде табатын мән. Қысқаша айтқанда: созылу күші = бір үлкен статикалық жүктемеге төтеп беру; шаршау күші = мыңдаған немесе миллиондаған қайталанатын діріл циклдарына төтеп беру.
3.2 МТК және сынақ есептері бойынша шаршау күші туралы деректерді қалай оқуға болады
Жүктеме күйі және кернеу коэффициенті R Осьтік кернеудің шаршау сынағы бекіту элементтері үшін стандартты болып табылады. Кернеу коэффициенті R = ең аз кернеу / максималды кернеу. R жұмыс жағдайына байланысты өзгереді. R=0 нөлден ең жоғары мәнге дейінгі жүктеме циклдерін білдіреді; R>0 жүктеме өзгерген кезде болт кернеу астында қалады дегенді білдіреді. Жел турбинасы болттары жиі R=0,1 сыналады. Шаршау күші әртүрлі R мәндерінде күрт өзгереді. R=0 деңгейінде сыналған деректерді R=0,1 қызмет жағдайлары үшін тікелей пайдалану мүмкін емес.
Цикл саны Типтік белгілер: 500МПа @ 10⁷ цикл. Бұл болттың осы кернеу қатынасында сынусыз 10 миллион ауыспалы жүктеме циклінен аман қалғанын білдіреді. Стресс осы мәннен асып кетсе, ол дереу сынуға кепілдік бермейді, бірақ істен шығу қаупі айтарлықтай артады. Жалпы қателік: сатып алушылар тек МПа санына назар аударады және цикл саны мен стресс қатынасын елемейді.
Сынақ үлгісінің түрі
Тегіс жолақ үлгісі: тек материалдың шаршау қасиетін көрсетеді. Бұл мәнді дайын болттардың шаршау күші ретінде пайдалану мүмкін емес.
Бекіткіштің дайын сынағы: жіптермен және бас филесі бар толық болттарды сынау. Бұл инспекторлар мен қадағалаушылар қабылдаған дұрыс деректер. Жіптің геометриясы және өндіріс ақаулары шаршау өнімділігін айтарлықтай төмендетеді. Материалдық жолақ деректері жақсы көрінуі мүмкін, ал дайын болттар ерте істен шығады.
Қабылдау критерийлері Құрылымдық болттарға арналған ISO, ASTM, EN және EN 14399 стандартын қамтитын стандарттар шаршауға қатысты нақты талаптарды белгілейді. Көптеген спецификациялар партияға бірнеше үлгіні, мерзімінен бұрын сынудың болмауын және сынудың бақыланатын орнын талап етеді.
3.3 Шаршау күшіне әсер ететін негізгі факторлар
Жіп өндірісі: орама жіп кесілген жіптен асып түседі. Домаланған жіптер тамырға пайдалы қысу қалдық кернеуін енгізеді
Жіп түбірі радиусы: үлкен радиус кернеу концентрациясын төмендетеді және шаршау күшін жақсартады; өткір тамыр шаршаудың күрт төмендеуіне әкеледі
Термиялық өңдеу: біркелкі шыңдалған микроқұрылым; бетіндегі декарбуризация шаршау өнімділігін айтарлықтай төмендетеді
Беткейдің күйі: сызаттар, тізелер, коррозияға ұшыраған шұңқырлар және сутегінің мортырауы жарықшақтардың басталу нүктесі ретінде әрекет етеді.
Алдын ала жүктеу: дұрыс алдын ала жүктеме ауыспалы кернеу амплитудасын төмендетеді; жеткіліксіз алдын ала жүктеме жүктеме ауытқуын арттырады және шаршау зақымдалуын жылдамдатады
4. Шаршау сәтсіздігін жеделдететін факторлар
Алдын ала жүктеме жеткіліксіз: алдын ала жүктемені жоғалту діріл әсерінен буындардың бөлінуіне, жүктеменің үлкен ауытқуына және жарықшақтардың тез өсуіне әкеледі.
Құрастыру кезінде тураланбау: Қосымша иілу кернеуі кернеу концентрациясын күшейтеді
Коррозия: шұңқыр шұңқырлар жарықшақтың шығу тегі ретінде әрекет етеді; дірілмен біріктірілген коррозия шаршау мерзімін күрт қысқартады
Жіптерді өндіру ақаулары: домалақ қатпарлар, шағын тамыр радиусы, беткі микрожарықтар
Қопсыту: діріл алдын ала жүктеменің үздіксіз жоғалуына және ауыспалы кернеудің жоғарылауына әкеледі
5. Діріл қолданбалары үшін таңдау және құрастыру нұсқаулығы
5.1 Бекіткіштерді таңдау
бар болттарға артықшылық беріңіз Орамдалған жіптері . Домаланған жіптердің тамыр радиустары тегіс және кернеу концентрациясы төмен. бірге жеткізілетін өнімдерге басымдық беріңіз Дайын болттардың шаршау сынағы есептерімен . Тек созылу беріктігін тексерудің орнына әрқашан кернеу коэффициентін, цикл санын және үлгі түрін тексеріңіз. Жоғары діріл жағдайлары үшін алдын ала жүктеме жоғалуын азайту үшін қопсытуға қарсы тиісті шешімдерді сәйкестендіріңіз.
5.2 Құрастыруды бақылау
Алдын ала жүктемені бақылау үшін белгіленген моментке дейін біркелкі қатайтыңыз, аз қатайтуды немесе шамадан тыс тартуды болдырмаңыз.
Болттардағы қосымша иілу кернеуін болдырмау үшін туралауды қамтамасыз етіңіз
Үздіксіз дірілдейтін жабдықты қайта қатайтуды жүйелі тексеруді жоспарлаңыз
Шұңқыр тудыратын шаршау сызаттарын болдырмау үшін коррозиялық ортада қолайлы жабынды жағыңыз
6. Жиі қойылатын сұрақтар
1-сұрақ: Созылу күші жарамды, дірілден кейін болт неге үзіледі? A1: Созылу күші тек статикалық шекті жүктемені бағалайды. Шаршау сәтсіздігі ауыспалы жүктемелер кезінде жинақталған зақымданудан туындайды. Білікті созылу күші діріл қызметі үшін жеткілікті шаршауға төзімділікке кепілдік бермейді.
2-сұрақ: Сынақ есептеріндегі шаршау күшін қандай тармақтарды тексеруім керек? A2: Үш негізгі элемент: 1. Тегіс жолақтарда емес, дайын болттарда сыналған. 2. Кернеу коэффициенті R нақты жұмыс жағдайыңызға сәйкес келеді. 3. Сәйкес цикл саны. Әртүрлі R мәндері бар бірдей МПа мәнін алмастыруға болмайды.
3-сұрақ: Шаршау сыну бетінің ерекшеліктері қандай? A3:Әдетте сіз бір реттік созылу үзілісінің толық өрескел бетінен ерекшеленетін тегіс жарықтар таралу аймағын және өрескел соңғы үзілу аймағын көре аласыз.
4-сұрақ: Стандартты болттар жел турбинасы болттарын тікелей ауыстыра ала ма? A4:Тікелей ауыстыру ұсынылмайды. Жел турбинасын қолдану жіп түбірін, термиялық өңдеуді, NDT және шаршау өнімділігін қатаң бақылауды талап етеді. Стандартты жалпы болттардың жеткілікті шаршау шегі жоқ.
