Gen plizyè rezon pou ka zo kase boulon nanFastener. Anjeneral pale, se domaj boulon ki te koze pa faktè estrès, fatig, korozyon, ak frajilman idwojèn.
Ka zo kase boulon
1. Faktè estrès
Depase estrès konvansyonèl (overstress) ki te koze pa nenpòt youn oswa yon konbinezon de taye, tansyon, koube, ak konpresyon.
Pifò konsèpteur premye konsidere konbinezon an nan chaj tansyon, fòs prechaj, ak chaj adisyonèl pratik. Fòs pre pi sere se fondamantalman entèn ak estatik, ki konprese konpozan jwenti yo. Chaj pratik yo se ekstèn, tipikman siklik (resipwòk) fòs aplike nan Fastener.
Chaj la tensile eseye reziste konpozan jwenti yo soti nan ouvèti. Lè chaj sa yo depase limit sede nan boulon an, boulon an chanje soti nan deformation elastik nan deformation plastik, sa ki lakòz deformation pèmanan nan boulon an. Se poutèt sa, li pa ka retabli nan eta orijinal li lè yo retire chaj ekstèn lan. Pou rezon ki sanble, si chaj la ekstèn sou boulon an depase fòs ultim rupture li yo, boulon an ap kraze.
Sere boulon reyalize pa trese ak fòs preload. Pandan enstalasyon, koupl twòp mennen nan pi sere ak diminye fòs la rupture axial nan Fastener pa sibi yo nan twòp estrès. Nan lòt mo, boulon ki sibi torsion kontinyèl gen pi ba valè sede konpare ak boulon dirèkteman sibi tansyon ak tansyon. Nan fason sa a, boulon an ka sede anvan yo rive nan fòs rupture minimòm estanda ki koresponn lan. Yon gwo koupl ka ogmante fòs la pre pi sere nan boulon an ak korespondan diminye looseness la nan jwenti a. Yo nan lòd yo ogmante fòs la bloke, se fòs la pre pi sere jeneralman mete nan yon limit siperyè. Nan fason sa a, sof si diferans ki genyen ant fòs sede ak fòs rupture final la piti, boulon jeneralman pa pral sede akòz Torsion.
Chaj taye aplike yon fòs vètikal nan aks longitudinal nanboulon. Estrès taye divize an estrès taye sèl ak estrès taye doub. Soti nan done anpirik, ultim estrès taye sèl la se apeprè 65% nan estrès la ultim tansyon. Anpil konsèpteur prefere chay taye paske yo itilize fòs rupture ak taye nan boulon. Yo sitou aji tankou goujon, fòme koneksyon relativman senp pou Fastener sibi taye. Dezavantaj la se ke koneksyon taye yo gen yon seri limite nan aplikasyon epi yo pa ka itilize souvan, paske yo mande pou plis materyèl ak espas. Nou konnen ke konpozisyon an ak presizyon nan materyèl tou jwe yon wòl desizif. Sepandan, done materyèl ki konvèti estrès tansyon an chaj taye souvan pa disponib.
Fòs pre sere nan Fastener afekte entegrite koneksyon taye. Pi ba fòs la prechaj, se pi fasil pou kouch jwenti a glise lè an kontak ak boulon an. Kapasite chaj taye kalkile lè miltipliye kantite plan transverse (yon plan taye yo rele yon sèl taye, ak de plan taye yo rele doub taye), ki ta dwe koup transvèsal yo nan boulon unthreaded. Nou pa defann konsepsyon taye nan fil, kòm fòs la taye nan Fastener ka simonte pa konsantrasyon estrès lè koup transvèsal la chanje. Lè w ap detèmine fòs taye nan Fastener, gen kèk konsèpteur ki sèvi ak zòn nan estrès tansyon, pandan ke lòt moun prefere seksyon ti-dyamèt. Si boulon an nan koneksyon an taye trese nan valè a espesifye (jan yo montre nan Figi 2), sifas la kwazman nan kouch kontak la pa ka kòmanse glise jiskaske li depase rezistans nan friksyon deyò. Ogmante friksyon ki genyen ant sifas kwazman yo ka amelyore entegrite jeneral koneksyon an. Pafwa, akòz gwosè pati yo ak kondisyon konsepsyon, kantite boulon ki dwe itilize yo ka limite.
Figi 2: Kèlkeswa si eleman ki konekte a se yon sèl koupe oswa yon doub koupe, sifas la koupe pa ta dwe pase nan pati fil la nan Fastener la.
Anplis de chaj tansyon ak taye, estrès koube se yon lòt chaj ki boulon eksperyans, ki te koze pa fòs ekstèn ki pa pèpandikilè ak aks longitudinal boulon an epi yo sitiye sou kote yo pote ak kwazman sifas yo. An jeneral, pi senp koneksyon an Fastener, se pi gwo entegrite li yo ak fyab.
2. Fatig
Kounye a pa gen okenn lejislasyon espesifik ki dirije founisè yo achte eleman kle ki konfòme yo ak estanda endistriyèl nan règleman yo ki enpòtan pou Fastener endistriyèl, espesyalman san yo pa mansyone kòz prensipal la nan echèk Fastener - fatig. Fatig domaj estime pou kont pou 85% nan kantite total echèk Fastener.
Fatig nan boulon se aksyon an kontinyèl nan chaj tansyon siklik, ki rezilta nanboulonyo te sibi fòs relativman ti prechaj ak altène chaj k ap travay. Anba kondisyon chaj doub sa yo pou yon tan long, boulon yo pral echwe lè fòs rupture rated yo se mwens pase. Se lavi a fatig detèmine pa kantite ak anplitid nan sik chaje estrès. Gen kèk konektè konprese, tankou près, ekipman Stamping, ak machin bòdi, ka fè eksperyans tou ka zo kase fatig. Plizyè estrès konpoze yo pwodwi ant pouvwa a ak prechaj pandan operasyon an. Nan repete mouvman etann, kantite ak anplitid nan chanjman estrès yo afekte pa degre nan fatig ak domaj.
Fastener endistriyèl tipik, tankou vis hex, toujou ap pwolonje epi retounen nan fòm orijinal yo nan yon sèten seri elastisite. Si yo sibi estrès pi lwen pase nòmal ak pi lwen pase ranje elastik la, yo pral sibi deformation pèmanan jiskaske yo evantyèlman kraze. Konpòtman pwolonje ak retounen nan yon eta pwolonje yo rele yon sik. Yon vis priz egzagonal ka reziste apeprè 240-10 sik degre pa jou (maksimòm) jan yo montre nan Figi 3.
Figi 3 Dyagram Goodman amelyore
Dyagonal pwentiye a endike valè an mwayèn nan chaj vis altène ak yon pwobabilite 90% pou 10 milyon sik. Liy aktyèl la dyagonal montre ke lè vis la pre pi sere fòs rive nan 100ksi, devyasyon maksimòm ant chaj la dinamik ak estrès an mwayèn se 12ksi.
Fastener yo pral evantyèlman krak akòz sik estrès repete soti nan pik nan pik. Frakti anjeneral rive nan pwen ki pi vilnerab nan Fastener la, ki enjenyè refere yo kòm "zòn nan konsantrasyon maksimòm estrès". Yon fwa microcracks rive nan pwen konsantrasyon estrès la epi yo kontinye sibi estrès, fant yo ap pwopaje rapidman, sa ki lakòz domaj fatig nan Fastener la. Antrepwiz fabrike Fastener pou itilizasyon endistriyèl yo toujou ap eksplore nouvo pwosesis bòdi ak konsepsyon ak devlope nouvo metòd fabrikasyon ki ka simonte feblès fatal yo mansyone pi wo a.
Kote ki pi komen nan echèk fatig yo enkli jwenti a (sa vle di premye fil ki chaje), file rasin, fil, ak revokasyon fil. Akòz amelyorasyon nan fòs fatig atravè devlopman nan pi bon materyèl ak metòd pwodiksyon nan endistri fabrikasyon, fil yo te vin pwen ki pi fèb nan Fastener ak kounye a pwopòsyon ki pi wo nan kòz domaj nan echèk fatig.
Interrelasyon ki genyen ant varyab estrès nan konsepsyon ak karakteristik pèfòmans Fastener yo fè etabli estanda fòs fatig yon travay difisil. Kounye a, li se yon pwosesis konplèks pou detèmine kantite "sik pou ka zo kase" ak mezire fòs relatif nan yon seri de Fastener.
3. Kowozyon
Yon lòt rezon pou ka zo kase boulon se korozyon. Kowozyon gen anpil fòm, ki gen ladan korozyon òdinè, korozyon chimik, korozyon elektwolitik, ak korozyon estrès. Kowozyon elektwolitik refere a ekspoze nan Fastener a divès kalite ajan imid tankou dlo lapli oswa vapè asid, ki se elektwolit ki ka lakòz korozyon chimik nan Fastener yo; Dezyèmman, akòz materyèl yo diferan nan Fastener, potansyèl elektwolitik yo diferan, ak diferans nan potansyèl ka byen fasil jenere "mikrobatri". Konsèpteur yo ta dwe chwazi materyèl ak potansyèl elektwolitik menm jan an otank posib ki baze sou konpatibilite nan metal yo, pandan y ap elimine kondisyon yo pou jenerasyon elektwolit yo anpeche fann ki te koze pa korozyon elektwolitik.
Kowozyon estrès relativman limite. Kowozyon estrès egziste anba chay tansyon wo ak sitou afekte Fastener ki fèt ak asye alyaj wo-fòs. Fastener ki fèt ak asye alyaj (sitou asye ak konpozisyon alyaj segondè) gen tandans fè fann anba estrès. Nan kòmansman an, fant ak twou yo anjeneral fòme sou sifas la, ak Lè sa a, plis korozyon rive, ki ankouraje pwopagasyon krak. Pousantaj nan pwopagasyon krak detèmine pa estrès la sou boulon an ak severite a ka zo kase nan materyèl la. Lè materyèl ki rete a fonksyone nan pwen kote li pa ka kenbe tèt ak estrès aplike a, ka zo kase rive.
4. Fragilizasyon idwojèn
Fastener asye segondè fòs (jeneralman ak yon dite Rockwell nan C36 oswa pi wo) gen plis tandans fè frajil idwojèn. Frajilman idwojèn se kòz prensipal la nan ka zo kase Fastener. Fragilizasyon idwojèn se yon fenomèn kote atòm idwojèn antre epi difize nan tout matris materyèl la. Lè atòm idwojèn antre nan matris materyèl la, matris la sibi deformation lasi, deranje eta ekilib orijinal la epi fè li fasil krak anba fòs ekstèn. Lè yon chaj ekstèn aplike nan lavis,atòm idwojèn imigre nan zòn nan estrès trè konsantre, sa ki lakòz estrès enpòtan ant bor yo nan limit yo kristal, ki mennen nan ka zo kase ant patikil yo kristal nan Fastener la.
Lè Fastener yo gen idwojèn kritik anvan enstalasyon, yo anjeneral kraze nan lespas 24 èdtan. Si idwojèn antre nan Fastener la, li enposib pou predi lè li pral kraze. Se poutèt sa, lè w ap itilize Fastener ki enpòtan, konsèpteur yo ta dwe presize seleksyon an nan founisè ak pwosesis espesyalize ak minimòm potansyèl idwojèn frajilman.
5. Lòt faktè
Koneksyon ka zo kase pa toujou dirèkteman gen rapò ak katastwofik Fastener ka zo kase. Anpil faktè ki gen rapò ak Fastener, tankou pèt prechaj oswa fatig nan koneksyon Fastener, ka lakòz mete ak chire; Sant konpanse nan Fastener ka jenere bri ak flit pandan w ap itilize a, ki mande antretyen san planifye pou anpeche rupture. Pou egzanp, Vibration ka diminye rezistans nan friksyon nan fil, ak koneksyon Fastener ka detann akòz aplikasyon an nan chaj travay apre enstalasyon. Faktè sa yo, ansanm ak ranpe wo-tanperati nan boulon, ka mennen nan pèt la nan fòs preload. Pafwa ka zo kase a nan koneksyon an ka atribiye nan twou a pase nan yo te twò gwo oswa twò piti, zòn nan kote yo pote yo te twò piti, materyèl la te twò mou, oswa chaj la twò wo. Nenpòt nan sitiyasyon sa yo pa pral lakòz ka zo kase boulon dirèk, men sa pral lakòz pèt nan entegrite koneksyon oswa evantyèlman ka zo kase boulon.
