Ako zapadajú matice a strojové skrutky a prispôsobenie tvrdosti zabraňuje zadretiu

Odieranie závitu je jednou z najnákladnejších a najmätúcich porúch pri priemyselnom upevňovaní. Dokáže zaistiť maticu na skrutke stroja tak pevne, že sa spojovací prvok prestrihne skôr, ako sa spoj oddelí. Kľúčom k tomu, ako sa vyhnúť tomuto stavu, nie je jediný magický náter; je to kombinácia správneho lícovania závitu a zámerného prispôsobenia tvrdosti medzi maticou a skrutkou stroja. Keď sú tieto dva faktory kontrolované spoločne, je možné predísť zadretiu skôr, ako začne.

Čo je to Thread Galling?

Odieranie závitu, tiež nazývané zváranie za studena alebo zadretie, nastáva, keď dva kovové povrchy so závitom kĺžu proti sebe pod vysokým tlakom. Lokalizované mikrozvary sa tvoria na vysokých miestach, potom sa roztrhnú a zanechajú drsný a roztrhaný materiál. Každý cyklus vytvára nové exponované povrchy, ktoré sa znova zvárajú a proces sa rýchlo zrýchľuje.

Austenitické nehrdzavejúce ocele ako 304 a 316 sú obzvlášť náchylné na odieranie, pretože ich oxidové filmy sú tenké a ich správanie pri vytvrdzovaní vytvára tvrdé abrazívne častice opotrebovania. Avšak hliník, titán a dokonca aj uhlíková oceľ s povlakom sa môžu pri silnom kontaktnom tlaku zodrať.

Galling je pravdepodobnejší, keď:

• Kontaktný tlak prekračuje lokálnu medzu klzu povrchu závitu.
• Povrchy závitov sú očistené od akéhokoľvek separačného filmu.
• Matica a skrutka stroja sú vyrobené z rovnakého alebo metalurgicky podobného materiálu.
• Rýchlosť montáže je vysoká a nepoužíva sa žiadne mazivo.

Prečo Thread Fit záleží

Lícovanie závitu definuje veľkosť vôle alebo interferencie medzi lícovanými závitmi. U spojovacích prvkov palcovej série triedy 1A/1B, 2A/2B a 3A/3B popisujú zvyšujúcu sa tesnosť. V metrických spojovacích prvkoch poskytujú bežné páry tolerancií, ako napríklad 6g/6H a 6e/6H, podobnú kontrolu nad záberom.

Prispôsobenie je dôležité, pretože riadi, ako sa zaťaženie rozloží medzi zapojené závity. Správne uloženie rozloží upínacie zaťaženie na dlhú špirálu a zníži lokálny tlak. Príliš voľný strih umožňuje sústrediť sa na niekoľko prvých nití. Príliš tesné uloženie zvyšuje trenie a môže zachytiť kontamináciu, pričom obe podmienky zvyšujú riziko odretia.

Počas návrhu overte skutočný priemer rozstupu a nespoliehajte sa len na hlavný priemer. Toto je miesto, kde sa skutočne objavuje uvoľnenie a rušenie a kde je prevencia zadretia vyhraná alebo stratená.

Zhoda tvrdosti: Základná obrana

Prispôsobovanie tvrdosti je často nesprávne pochopené. Zhoda neznamená, že matica a skrutka sú identické. Identická tvrdosť v identickej austenitickej nehrdzavejúcej oceli zvyšuje riziko zadretia, pretože oba povrchy sa deformujú, vytvrdzujú a trhajú rovnakým spôsobom. Spoľahlivejším prístupom je riadený rozdiel tvrdosti.

Jeden povrch môže byť zámerne tvrdší ako druhý, takže relatívny pohyb je prispôsobený skôr hladeniu než mikrozváraniu. V zostavách z nehrdzavejúcej ocele môže tvrdší vonkajší závit na skrutke stroja v kombinácii s žíhaným alebo mäkším vnútorným závitom v matici zabrániť zadretiu. Diferenciál však musí byť kontrolovaný; extrémny rozdiel sa môže zmeniť na abrazívne rezanie namiesto hladkého záberu.

Správne prispôsobenie tvrdosti nie je o rovnakej tvrdosti. Ide o zámerný vzťah, ktorý zabraňuje zvareniu dvoch závitových plôch.

Výber správnej matice je súčasťou tohto rozhodnutia, pretože stav materiálu matice, dĺžka závitu a rozloženie tvrdosti určujú, ako sa zaťaženie zdieľa so skrutkou stroja.

Príruba a poistné matice pre upevnenie odolné voči vibráciám Tento výber zahŕňa bežné, prírubové a samoistiace matice. Dizajn príruby pridáva kontaktnú plochu a stabilitu, zatiaľ čo verzie proti uvoľneniu pomáhajú predchádzať uvoľneniu závitu pri vibráciách alebo tepelných zmenách. Zobraziť produkt →

Párovanie materiálu a podmienky povrchu

Párovanie materiálov môže tiež zastaviť odieranie. Keď je skrutka stroja vyrobená z nehrdzavejúcej ocele, matica vyrobená z kremíkového bronzu alebo potiahnutej uhlíkovej ocele zníži priľnavosť. Ale v mnohých priemyselných výrobkoch je výber materiálu stanovený požiadavkami na koróziu, takže povrchová úprava a nátery sa stávajú praktickou obranou.

Drsnosť a čistota povrchu sú rozhodujúce. Hladké nite majú nižšie trenie, ale príliš hladké povrchy môžu podporovať priľnavosť. Zabráňte nanášaniu zmesí, piesku, kovových častíc a vlhkosti vo vnútri závitových zostáv. Tieto nečistoty vytvárajú lokálne tlakové body a urýchľujú mikrozváranie.

Tepelné spracovanie: ladenie tvrdosti spojovacích prvkov

Tepelné spracovanie je najpriamejším spôsobom kontroly tvrdosti matíc aj skrutiek. Spojovacie prvky z uhlíkovej ocele s vysokou pevnosťou sú kalené a temperované tak, aby spĺňali špecifikovaný rozsah tvrdosti. Strojové skrutky z nehrdzavejúcej ocele môžu byť opracované za studena alebo žíhané v roztoku, aby sa vytvoril pomer tvrdosti potrebný na výkon proti zadretiu.

Pretože prispôsobenie tvrdosti vyžaduje presnosť, proces tepelného spracovania musí byť konzistentný vo všetkých výrobných sériách. Moderné pece s riadenou atmosférou a rovnomernosťou teplôt umožňujú výrobcom zasiahnuť do úzkych okienok tvrdosti namiesto jednoduchého zahrievania spojovacích prvkov, kým nevyzerajú dostatočne tvrdo. Ak chcete pochopiť, ako tieto procesné rozhodnutia ovplyvňujú hotové kovové diely, pozrite si túto príručku optimalizácia priemyselného tepelného spracovania .

Vnútorné šesťhranné strojové skrutky s hlavou s vnútorným šesťhranom sa často vyberajú v presných zostavách, pretože ich geometria pohonu umožňuje riadenú aplikáciu krútiaceho momentu a lepšie správanie pri usadení.

M4-0,7×8 SUS304 Skrutka so zásuvkovou hlavou Táto presná skrutka z nehrdzavejúcej ocele s vnútorným šesťhranným pohonom umožňuje kontrolovanú aplikáciu krútiaceho momentu v stiesnených priestoroch. Jeho lesklá povrchová úprava a celozávitový dizajn vyhovujú presným zostavám, kde záleží na chovaní sedla a odolnosti proti korózii. Zobraziť produkt →

Montážne postupy, ktoré znižujú riziko zadretia

Aj pri správnom lícovaní a tvrdosti rozhoduje o tom, či k zadretiu skutočne dôjde, spôsob montáže. Najčastejšou príčinou náhleho zadretia nie je konštrukčná chyba; je to montážny proces, ktorý príliš rýchlo vytvára príliš veľké trenie.

• Pred montážou vyčistite závity a odstráňte všetky triesky, nečistoty alebo staré mazivo.
• Naneste tenkú, rovnomernú vrstvu prípravku proti zadieraniu alebo kompatibilného maziva na závity.
• Zaskrutkujte skrutku pomaly, najmä počas niekoľkých prvých závitov.
• Ak je to možné, používajte radšej metódy riadeného krútiaceho momentu ako nárazové unášače.
• Okamžite zastavte, ak je disk drsný alebo trhaný, potom ho rozoberte a skontrolujte.

Rýchlosť montáže je známym spúšťačom. Rýchla rotácia vytvára viac lokálneho tepla a spôsobuje silnejšiu priľnavosť. Spomalenie dáva kontaktným bodom menej energie na zváranie a dáva mazivu čas zostať v zóne závitu.

Výber správnej dvojice matice a skrutky stroja

Začnite so štandardom závitu a triedou lícovania. Potvrďte efektívny priemer pomocou vhodných mierok závitu. Ďalej definujte požiadavky na materiál a tvrdosť. Nakoniec pridajte povrchovú úpravu alebo mazivo, ktoré zodpovedá prevádzkovému prostrediu.

Ak je spoj z nehrdzavejúcej ocele a musí sa neskôr rozobrať, použite prostriedok proti zadretiu na báze niklu a vyhnite sa zlúčeninám na báze medi, ktoré môžu spôsobiť galvanickú koróziu na nehrdzavejúcej oceli. Pri vibračných zariadeniach zvážte prírubové matice alebo poistné matice, pretože menia dráhu zaťaženia a znižujú mikropohyb, ktorý sa mení na trenie. A širší návod na výber spojovacích prvkov vám môže pomôcť vyvážiť tieto možnosti s cenou a dostupnosťou.

Často kladené otázky

Otázka 1: Môže samotný závit zabrániť zadretiu?

Nie. Správne uloženie závitu znižuje lokálny kontaktný tlak a zlepšuje rozloženie zaťaženia, ale neodstraňuje potrebu kontroly tvrdosti, prípravy povrchu a mazania. Prevencia zadierania si vyžaduje kombináciu konštrukčných a montážnych kontrol.

Q2: Mala by byť matica tvrdšia alebo mäkšia ako skrutka stroja?

Vo väčšine dizajnov proti zadretiu sa používa riadený diferenciál tvrdosti. Bežný je tvrdší vonkajší závit s mäkším vnútorným závitom, ale pri starostlivom výbere materiálov, povrchových náterov a mazív môže fungovať aj obrátene. Kľúčom je vyhnúť sa identickým mäkkým povrchom z rovnakej rodiny zliatin.

Otázka 3: Dochádza k zadretiu závitu iba pri nehrdzavejúcej oceli?

Nie. Odieranie sa vyskytuje aj pri hliníku, titáne a iných tvárnych kovoch. Nehrdzavejúca oceľ je najbežnejším priemyselným príkladom kvôli jej širokému použitiu, správaniu sa pri vytvrdzovaní a tenkému oxidovému filmu.

Q4: Aký je najlepší prostriedok proti zadretiu pre matice a skrutky z nehrdzavejúcej ocele?

Pre zostavy z nehrdzavejúcej ocele sa často odporúča ochrana proti zadretiu na báze niklu. Je potrebné sa vyhnúť zlúčeninám na báze medi, pretože meď môže podporovať galvanickú koróziu v závitových spojoch z nehrdzavejúcej ocele.

Záverečné myšlienky

Prevencia zadierania závitu začína dizajnom, nie údržbou. Starostlivo vybrané uchytenie závitu rozloží zaťaženie, kontrolovaný pomer tvrdosti zabraňuje zváraniu za studena a disciplinovaná montáž udržuje dva povrchy oddelené dostatočne dlho na to, aby usadili spojovací prvok. Keď tieto princípy fungujú spolu, matica a skrutka stroja robia to, na čo boli navrhnuté: upínajú spoj bez toho, aby sa stali jedným kusom.

Výrobcovia so skúsenosťami v oblasti tepelného spracovania a výroby spojovacích materiálov, ako napríklad Jiaxing Zhongke Metal Technology Co., Ltd., majú silnú pozíciu na to, aby podporili tieto rozhodnutia pomocou riadenia procesu, ktorý siaha od pece až po hotové závity.