Befolyásolja-e a felületkezelés a meghúzási jellemzőitcsavarok? Igen. A csavarnyomaték-együttható diszperziós hibájának csökkentése és a korrózióállóság javítása érdekében a kötőelemeket általában felületkezelésnek vetik alá. A különböző felületkezelések azonban jelentős hatással vannak a menetes kötőelemek súrlódási tényezőjére, ami végső soron befolyásolja a csavarok meghúzási tulajdonságait. Az alábbiakban a kötőelemekkel kapcsolatos releváns ismereteket egyesítve elemzik a felületkezelés hatását a csavarhúzási jellemzőkre.
I. A súrlódási együttható csavarnyomaték-együtthatóra gyakorolt hatásának elméleti elemzése
1. A csavarcsatlakozás meghúzási nyomatéka
1.1 Súrlódás háromszög alakú csavar csavarmenetpárokban
A mozgó párokban a súrlódás az érintkezési felület alakja szerint sík súrlódásra, ferde sík súrlódásra és horonysúrlódásra osztható. A mozgó párokban a súrlódási erő kiszámításának egyszerűsítése érdekében, függetlenül a mozgó pár két kinematikus pár elemének geometriai alakjától, a két különböző geometriai alakzatú komponens érintkezése egyetlen síkban érintkező mozgó párnak tekinthető (az 1. ábra szerint), és a súrlódási erő számítási képlete egységesen az (1) képlettel fejezhető ki:
Horonysúrlódás: A háromszög menetes forgópár a csavar anya mozgását úgy tudja megközelíteni, mint egy ék alakú csúszka mozgását a ferde horonyfelületen, vagyis a horonysúrlódás és a ferde sík súrlódás kombinációja. Ekkor a horony szöge egyenlő 90 fokkal - (ahogy a 2. ábrán látható).
1.2 A csavarok meghúzási nyomatéka
A csavarhúzási folyamat során szükséges teljes nyomaték két részből áll: a meghúzási nyomatékból a menetpár súrlódásának leküzdésére, valamint a csavarfej vagy anya és a támasztófelület közötti súrlódási nyomatékból.
2. Csavarcsatlakozás nyomaték együtthatója
A csavar teljes forgatónyomatéka három részre oszlik, nevezetesen a súrlódási fogyasztásra a csavartartó felületén, a menetsúrlódási fogyasztásra és az előfeszítési fogyasztásra (a 3. ábrán látható módon).
Az 1. táblázatból látható, hogy a meghúzási folyamat során a csavartartó felület súrlódása által felvett energia körülbelül 50%, a menetsúrlódási fogyasztás körülbelül 40%, az előfeszítési munkafogyasztás pedig körülbelül 10%. Ugyanazon meghúzási nyomaték mellett, amikor a súrlódási tényező 0,05-tel változik, az előfeszítés változási tartománya eléri a 43,1%-ot. Ez azt jelenti, hogy ha a csavarok felületkezelésében kisebb eltérések mutatkoznak, a súrlódási tényező 0,05-ös növekedését feltételezve az axiális előfeszítés csak az eredeti érték 57%-a, ami komoly potenciális biztonsági kockázatokat jelent a csavarkötések megbízhatóságában. Ezért teljes figyelmet kell fordítani a menetpárok súrlódási tényezőjének kutatására.
II. A felületkezelés nyomatéktényezőre gyakorolt hatásának elemzése
A több-funkciós csavarrögzítés-elemző rendszeren keresztül mérhető a szorítóerő, a teljes forgatónyomaték és a csavarhúzási folyamat során a menetpárra ható nyomaték, amely pontosan és valós időben képes tükrözni a szorítóerő és a nyomaték közötti összefüggést, és egyúttal mérni a csavar súrlódási együtthatóját.csavarmenetés a csavarfej támasztófelülete. Az adatok elemzése azt mutatja, hogy a horganyzott réteg vastagsága csekély hatással van a csavarfej súrlódási tényezőjére, de jelentős hatással van a menet súrlódási tényezőjére, ami végső soron a nyomatéktényezőt is jelentős mértékben befolyásolja.
III. A felületkezelés hatása a csavarok megengedett szilárdságára
A menetes kötőelemek kombinált torziós feszültségnek vannak kitéve{0}}a meghúzás során. A harmadik szilárdságelmélet szerint a menetes kötőelemek megengedett egyenértékű feszültsége a (9) képlettel kapható meg:
A menetes kötőelemek meghúzásakor a teljes nyomaték három részre oszlik: súrlódási fogyasztás a csavartartó felületén, menetsúrlódási fogyasztás és előfeszítési fogyasztás. Ezek közül a csavartartó felület súrlódási fogyasztása és a menet súrlódási fogyasztása a menetes rögzítő rúdját viseli a torziós nyírófeszültséggel, és az előfeszítési fogyasztás arra készteti, hogy a menetes rögzítő rúdja tényleges húzófeszültséget generáljon. A csavar által elviselhető egyenértékű húzófeszültség rögzített, és nem haladhatja meg a csavar folyási feszültségét. Ezért csökkenti a torziós nyírófeszültséget, amelyet a rúd része viselmenetes rögzítőelemnövelheti a tényleges előfeszítés által keltett húzófeszültséget, vagyis a csavartartó felület súrlódási fogyasztása és a menetsúrlódási fogyasztás csökkentésével a nyomaték a lehető legnagyobb mértékben előfeszítéssé alakul át.
A súrlódási együttható elemzése azt mutatja, hogy a kis súrlódási tényezőjű csavarok kis nyomaték alkalmazásával nagyobb axiális előterhelést tudnak elérni, ami nagy jelentőséggel bír az energiafogyasztás megtakarítása és a csavarok üzemi hatékonyságának javítása szempontjából.
IV. A csavarok meghúzási jellemzőit befolyásoló tényezők
(1) Az elemzés azt mutatja, hogy a súrlódási együttható jelentős hatással van az energia eloszlására a csavartartó felület súrlódási fogyasztásában, a menetsúrlódási fogyasztásban és az előfeszítési munkafogyasztásban a meghúzási folyamat során. A súrlódási együttható kis változása nagy ingadozást okoz az előfeszítésben.
(2) A különböző felületkezelések és a menetes kötőelemek súrlódási együtthatója, valamint a nyomaték-előfeszítés közötti kapcsolat kísérleti elemzésével megkapjuk a horganyzott rétegvastagság és a különböző kromátkezelések súrlódási tényezőre és nyomatéktényezőre gyakorolt hatásának szabályait: minél nagyobb a bevonat vastagsága, annál nagyobb a súrlódási tényező; a C2C kromáttal kezelt csavarok súrlódási tényezője jóval nagyobb, mint a C2D kromáttal kezelt csavaroké.
(3) A C2C kromáttal kezelt csavarokhoz képest a C2D kromáttal kezelt csavarok használatával csökkenthető a nyomaték súrlódási fogyasztása a csavartartó felületén és menetén, és nagyobb axiális előterhelés érhető el, ami nagy jelentőséggel bír az energiafogyasztás megtakarítása és a csavarok szervizelési hatékonyságának javítása szempontjából.
