Oct 15, 2025 Остави съобщение

Умора на болтовите съединения

При болтовите съединения има вид счупване, известно като счупване от умора. Счупването поради умора възниква най-вече в среда с дългосрочни-циклични вибрации. Подобно на водородната крехкост, нейното счупване е внезапно, но двете са фундаментално различни-счупването от умора е резултат от кумулативно увреждане при дългосрочни-циклични натоварвания, докато водородната крехкост е крехко счупване, причинено от водородни атоми. Понастоящем няма технология, която да предвиди точното време, когато болтът ще претърпи счупване от умора предварително. Следователно трябва да се вземат превантивни мерки от началните етапи като проектиране, избор на материал и монтаж.

1723532215892

Всеки болт има експлоатационен живот. Въпреки че някои болтове могат да се използват повторно, те не могат да се използват за неопределено време. Когато болтът е в работни условия, надвишаващи проектното натоварване за дълго време, вероятността от счупване от умора се увеличава значително. Такива счупвания не само причиняват сериозни щети на производственото оборудване, но могат също така да доведат до злополуки в безопасността в сериозни случаи.

И така, защо болтовете изпитват счупване от умора? Относително последователно разбиране в индустрията е следното: под действието на циклични натоварвания (като вибрации и променлив натиск), напрежението има тенденция да се натрупва в областите на концентрация на напрежението на болта (напр. корените на резбата и прехода между главата и стеблото). Ако съответстващите компоненти имат отклонения в размерите илиболте монтиран с неправилно предварително натоварване (или твърде стегнато, или твърде разхлабено), локалният дисбаланс на напрежението ще бъде допълнително влошен. Когато натрупаното напрежение надхвърли границата на умора на материала и пластичността на материала е недостатъчна, за да буферира това увреждане, вътре в болта постепенно ще се образуват микропукнатини. Тъй като броят на циклите се увеличава, пукнатините продължават да се разпространяват; когато достигнат критична точка, болтът внезапно ще се счупи. Това, което виждаме с невъоръжено око като „внезапно счупване“, всъщност е резултат от дългосрочно-натрупване на пукнатини и постепенно разпространение. Пълният процес може да се обобщи като: цикличното напрежение действа върху точките на концентрация на напрежението на болта → постепенно разкъсва матрицата на болта → образуват се микропукнатини → пукнатините се разпространяват до критичната точка → болтът внезапно се счупва.

Това е една от причините, поради които болтовете трябва да преминат тестове за якост на опън преди употреба. Въпреки че тестът за опън отнема кратко време, той дава възможност за предварителна оценка на основните механични свойства на болта чрез наблюдение на мястото на счупване (ако счупването се случва в области на концентрация на напрежение, като корени на резба или преход на главата-стеблото, рисковете от умора трябва да бъдат бдителни) и записване на силата на счупване. Ако силата на счупване на болтовете при теста е значително по-ниска от проектните стандарти, не се препоръчва използването на тази партида болтове.

В допълнение, промените в температурата на околната среда също влияят върху живота на болтовете при умора. Ако болтът се използва в среда с прекалено високи или ниски температури, или чести редуващи се температурни колебания, това ще ускори увреждането на материала от умора. Когато се комбинира с ерозия на болта от корозивни среди във въздуха (като влага и солен спрей), вероятността от счупване от умора ще се увеличи допълнително.

Повечето от тези рискове от счупване са свързани с адаптивността на материала към работните условия. Можем да намалим вероятността от счупване от умора чрез оптимизиране на производствените процеси: когато условията позволяват, последователността на обработка на болтовете може да бъде коригирана-първо, заготовките на болтовете се подлагат на топлинна обработка (закаляване и отвръщане), а след това се извършва навиване на резба (традиционният процес в някои сценарии е навиване на резба, последвано от топлинна обработка. Въпреки това, зависоко{0}}здрави болтове, термичната обработка преди навиване на резба може да намали допълнителната концентрация на напрежение, причинена по време на обработката на резба, като по този начин подобрява устойчивостта на умора). Като алтернатива, болтовете с пълна резба могат да бъдат заменени с болтове с частична резба. В края на краищата, гладката част на стеблото на болта няма резбова структура, което води до по-равномерно разпределение на напрежението и много по-добра устойчивост на умора от резбовата част.

Изпрати запитване

whatsapp

Телефон

Имейл

Запитване